基于VSG的微电网非对称工况并网逆变器控制策略研究

发布时间：2020-07-16 23:40

【摘要】：在节能环保的可再生能源被大力提倡的今天,由于其在电力系统中的比例的不断上升,传统电网的组成已经与原来不同。在此背景之下,提出了微电网(Microgrid,MG)的概念。而电力电子转换器,即逆变器作为可再生能源同MG的能量交换设备,在电力系统中有着重要的地位。由于可再生能源大量引入电网中,曾经的控制方式在一定程度上无法满足现在的电力系统中存在的复杂工况对逆变器输送电能质量的要求。因此,需要对控制方法进行改进。首先,针对原有的逆变器控制系统缺乏惯性等缺点,引入一种改进控制方式:虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)逆变器控制。参考同步发电机(SG)的输出特点,将虚拟惯性值添加到电力系统中,进一步提高逆变器控制的稳定能力。在理想对称工况下,对VSG控制模型及电压、电流控制进行分析,保证在对称工况下系统能够稳定运行,并在plecs软件中对此进行仿真验证。接下来,分析系统不平衡的复杂工况带来的电压电流及功率畸变问题产生的原因。在上述VSG控制分析的基础上,在主电源电压非对称的工况下,针对不同输出电能质量的要求,在正负序分离的基础上对输出电流、有功功率、无功功率进行改进控制,保证在并网非对称工况下逆变器的输出电能质量。而在孤岛模式下,非对称工况下需要考虑系统输出电压的稳定性,除此以外还要考虑到多台逆变器并联时负序环流带来的影响。在孤岛非对称工况下,通过负序电压及负序虚拟阻抗的联合控制,在改善的输出电压不平衡的前提下也能抑制负序环流值的大小。由于MG可以运行在并网及孤岛两种运行模式之下,在运行过程中需要其在两种模式下变换的能力。因而,对传统切换方式导致的冲击电流等其他稳定性方面的问题进行了分析研究,进而确定了采用差值补偿的方式来对此进行改进。最后,针对各种复杂工况下的改进控制在plecs软件中进行仿真验证。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM464

【参考文献】

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本文编号：2758667