微电网逆变器改进下垂控制技术研究

发布时间：2017-12-21 01:24

  本文关键词：微电网逆变器改进下垂控制技术研究　出处：《华北电力大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：微电网中的微电源一般通过逆变器接入系统,对逆变器进行控制,就是间接控制各微电源。微电网孤岛运行时,下垂控制是逆变器最常采用的控制方式。如何在保证系统电能质量的前提下提高负荷功率的分配精度,关系到微电网能否安全可靠运行,这也成为微电网控制的核心问题。本文以光伏微电网为研究对象,围绕逆变器的改进下垂控制技术展开研究。光伏发电系统受光照强度、温度等因素的影响,输出功率具有随机性和间歇性。为了实现每个光伏逆变电源的输出功率可调度性,同时保证逆变器直流侧电压的恒定,需要为光伏发电系统配置储能装置。在深入分析光伏发电系统输出特性的基础上,选择全钒液流电池-超级电容器复合储能系统平抑其输出的功率波动。为了兼顾控制系统的技术性能和经济性能,基于储能系统的整体调度策略,本文建立了储能容量优化配置的数学模型,并在Matlab环境下编制粒子群优化算法程序,对模型的目标函数进行寻优计算,从而得到全钒液流电池和超级电容器的最佳容量组合。鉴于三相电压源逆变器在微电网中的重要作用,本文对三相电压源逆变器进行详细的分析与建模。为了改善微电源的控制性能,逆变器的控制回路采用功率外环、电压电流内环的多环反馈控制,并给出了控制器各参数的设计依据,为逆变器改进下垂控制方案的提出奠定基础。由于微电源位置的分散性,逆变电源与负荷之间的线路阻抗不一致,造成逆变器输出端电压不等,传统的功率下垂控制器难以实现负荷功率的合理分配。针对这一问题,本文提出基于逆变器输出端电压调节的改进下垂控制算法。负荷波动较大时,该算法利用逆变器参考电压幅值与其输出功率的关系,粗略调节其参考电压的幅值。针对该环节导致的电气波动量大的问题,又加入通过下垂系数调节逆变器输出端电压的微调环节。在Matlab/Simulink仿真平台下对改进的下垂控制算法进行仿真验证。仿真结果表明,该方案不但能够保证负荷功率在逆变器之间的合理分配和良好的电能质量,而且逆变器间的环流小,系统的稳态性能和动态性能都得到了改善。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464;TM615

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本文编号：1314158