组合式三相微网系统功率协调控制策略研究

发布时间：2020-03-24 06:00

【摘要】：近年来,包含储能设备的微网系统在分布式发电接入方面具有较大优势,其既可并网运行,又可在电网故障等情况下孤岛自治运行,被视为利用分布式能源的最佳途径。然而实际的微网系统通常为单/三相混合存在的系统,孤岛运行时单相电源和负载容易引起三相电压不平衡,由此引出本文对组合式三相混合微网系统功率协调控制策略的研究,主要包括以下几个方面:(1)对单相变流器并联功率协调控制进行了详细分析,建立了单相全桥变流器在三相静止坐标系下的数学模型,给出了常用的双闭环控制策略,在此基础上分析了单相变流器并联时同相间的环流现象和下垂控制中传统功率计算方法的局限性,阐述了基于虚拟三相瞬时功率的下垂和虚拟阻抗控制,实现单相变流器并联单元间的功率分配。(2)对基于锁相环原理的相间同步控制和电压补偿控制进行了分析,通过数学模型分析指出了各相间相互独立,无耦合关系,然后针对组合式三相变流器相间同步控制难点,提出了新型120°鉴相器和基于锁相环原理的相间同步控制,实现非参考相对参考相超前或滞后120°信号的锁相,进而实现非参考相与参考相相位互差120°。在此基础上,给出了电压补偿控制策略,进一步改善供电质量。(3)对虚拟组合式三相变流器与传统三相变流器的功率协调控制进行了分析,推导出了传统三相变流器在αβ坐标系下的数学模型,指出了不平衡负载下传统下垂控制的局限性,给出了一种合理的功率分配策略,传统三相变流器通过采用负载电压分离出来的正序电压来跟踪正序功率下垂得到的指令电压,就可以实现传统三相变流器只含有正序电流,负序电流和零序电流就全由虚拟组合式三相变流器分担。(4)在理论研究基础上,搭建了基于dSPACE的半实物实验平台,通过实验方式对本文控制策略的有效性进行验证。实验结果表明,所提控制策略可以实现动稳态工况下单相变流器并联单元间功率按照设定比例分配、不同相间相位和幅值可以同步控制,且在100%不平衡负载下电压不平衡度0.1%,具有较高的供电质量以及虚拟组合式三相变流器和传统三相变流器可以按照功率分配策略实现功率协调控制。
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阳能电池板、微型燃气轮机等小型分布式电源、负荷、通信装置、隔离保护装置、逡逑中央监控和管理系统等组成的小型发配电系统［｜４１，能够实现系统的优化调度和经逡逑济运行，典型结构如图１－１所示。逡逑ｄｃ邋ｂ？邋ｄｃ／ａｃｓ逡逑向变邋＾邋ｒｒＨ３＞１邋ａｃＢｕｓ逡逑－般邋ＤＣ逦Ｉ逦丨…逡逑丨用电p伈罚哄危海渝义希簦戾澹�逦＾逡逑ｉ逦－邋ｊ逦ｉ逦ｊ邋逦逡逑隔离设备逡逑中央监控逦？终端检测设备逡逑图１－１微网系统基本结构逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｂａｓｉｃ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ逡逑包含储能设备的微网系统在分布式发电接入方面显现出较大优势。微网系统逡逑有并网运行和孤岛运行２种模式［１５］。微网既可作为可控的发／用电单元并网运行，，逡逑１逡�

本文编号：2597907