微网逆变器并联无功分配及负载不平衡研究

发布时间：2020-09-26 21:02

　　能源是人类生存和发展的重要物质基础。随着全球能源的短缺以及人们对电量日益增加的需要,传统的集中大型电力网络以及大机组、高电压为主要特征的电力系统难以满足电能的可靠性和用户多样化的要求。相对于传统的发电系统,分布式发电系统具有高效节能,能够充分利用能源、电源靠近用户、电线上的电压损耗较少、用户的资金投入少以及分片分区供电提高供电的灵活性等优点。分布式发电可以孤岛运行,也可以和大电网并网一起为用户供电,提高了供电系统稳定性。因此,分布式电源将成为人们研究的热点。本文对分布式电源在运行过程中出现的问题进行分析。本文内容主要涉及到:微网逆变器并联环流的抑制、微网逆变器并联无功分配策略、微网逆变器并联带不平衡负载时采用αβ坐标系下电压补偿控制方法。首先介绍了单个逆变器运行,详细说明了逆变器在三种坐标系下的模型,电路中滤波器参数的选择以及采用双环控制参数的设定。其次介绍两台逆变器并联系统,说明了环流的产生的原因以及抑制环流的控制方法,详细介绍逆变器间无功分配策略,比较传统的下垂控制方法和改进下垂控制,采用改进下垂控制方法使得公共点处的电压降减小。最后介绍逆变器并联系统带三相不平衡负载,详细分析逆变器带不平衡负载导致电压不平衡的原因,利用对称分量法对不平衡电压进行正序负序分离,对于电压不平衡采用αβ坐标系下电压补偿控制方法对不平衡电压进行控制,该方法模块包括电压不平衡补偿器、虚拟阻抗环、功率下垂控制器以及比例谐振控制器。最后在Matlab/Simulink仿真,证明所用方法的有效性。
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM464
【部分图文】：

基本结构,微网,电力电子装置,供电系统

对微电网的概念解释是：微电网是小型发电系统，为特定用户提供电逆变技术而建立小型区域化的小型供电系统，微电网的发电设备主要气轮机、内燃机、风力发电机、生物质能等，一般微电网的电压等级洲也对微网进行了定义[2]，重点强调引入储能装置和电力电子装置对。文献[3]美国提出微网的定义为：微电网系统是由用户负载和微源逆电子装置共同组成的小型供电系统，相对于外部的大电网来说微电网的模块，同时满足供电的可靠性和安全性。欧盟微电网项目给出的定电源配备储能设备，通过电力电子装置进行能量管理，提高一次能源。各个国家都在研究微电网，从侧面说明了人们的环保意识，能源的识在不断增强。的结构如图 1 所示，微网中包含有多个分布式电源、多个电力电子逆及储能元件。电力电子装置实现负荷合理分配以及电能质量的要求，据发电量和用户的使用量的情况，对供电系统进行调节，使微网能够最后，微电网通过公共点与大电网连接，实现系统并网和孤岛运行。

框图,集中控制,框图,微网

弊端会越来越明显。目前，微网逆变器的发展趋势是将多个逆变器单元进行并，以扩充微电网容量。微网逆变器单元由电力电子器件构成，电力电子器件比轻且体积小，能够减小分布式发电系统的体积，减小了开关器件的电流应力，高了系统的稳定性。于是多台逆变器并联控制技术更受人们的青睐。在实际应用中，微电网由两个及以上的分布式逆变器电源构成，这些微电源联运行其容量不仅可以灵活扩大，还可以还能提高系统的稳定性。目前常用的联控制技术有以下几种。.3.1 集中控制传统的微网控制采用集中控制模式，集中控制是指多个逆变器共用一个集中制器，集中控制器发出同步脉冲信号，各逆变器通过锁相环跟踪同步信号，保输出的电流电压的频率、相位和幅值一致，因此从理论上讲此种控制方法不存有功环流。

框图,主从控制,框图,逆变器

其余的从逆变器以主逆变器的输出的电流为参考，图3 中的oii 为微网中各逆变器输出的电流值。图 3 主从控制框图Fig. 3 Master-slave control block diagram

【参考文献】