直流微网光储变换器虚拟惯性控制与自主均流策略研究

发布时间：2022-08-13 12:34

　　直流微网因其具备优异的再生能源接纳能力,与交流微网相比无需考虑无功功率控制和频率跟踪等问题,且直流母线与直流负载直接相连省去中间AC/DC环节,控制方式更加简单,系统损耗更小,近年得到广泛的关注。不同于传统以蒸汽轮机等旋转器件主导的交流大惯性电力网络,电力电子变换器所构成的直流微电网为低惯性系统,“刚性”有余而惯性不足,因此本文提出直流微网光储变换器虚拟惯性控制,模拟直流电机转子转速对功率波动的惯性响应过程,提升直流母线惯性,增强直流微网供电可靠性,同时考虑线路阻抗的影响,传统下垂控制直流微网中多台变换器并联存在各变换器输出功率分配不均问题,提出并联变换器自主均流策略,实现并联变换器功率均分控制。具体内容如下:其一,由于直流微网中传统P-U下垂控制只具备下垂特性,缺乏惯性,无法抑制母线电压波动,当网内功率突变时,直流母线电压瞬态特性较差,平稳性低。为抑制直流母线电压波动,提升母线电压动态稳定性,提出一种基于P-U下垂特性的虚拟直流电机（virtual DC motor,VDCM）控制策略。通过模拟直流电机机械惯性,将直流电机机电暂态响应过程与下垂控制特性进行等效,设计直流电压变换器（v... 

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 背景与意义
    1.2 直流微网光储变换器虚拟惯性控制与自主均流策略研究现状
        1.2.1 直流微网光储变换器虚拟惯性控制研究现状
        1.2.2 直流微网光储变换器自主均流策略研究现状
    1.3 课题主要内容
2 直流微网光储变换器与直流电机等效数学模型
    2.1 直流电机电磁感应环节与机械转动环节分析
        2.1.1 直流电机电磁感应环节分析
        2.1.2 直流电机机械转动部分分析
    2.2 直流光储变换器与直流电机两种等效方式分析
        2.2.1 基于直接占空比控制的VDCM控制策略
        2.2.2 内嵌式VDCM控制
    2.3 本章小结
3 直流微网光储变换器虚拟惯性控制
    3.1 VDCM策略运行原理
        3.1.1 VDCM电磁感应环节等效
        3.1.2 VDCM机械转动环节等效
    3.2 VDCM控制策略建模与动态特性分析
        3.2.1 VDCM控制策略建模
        3.2.2 VDCM控制策略动态特性分析
    3.3 VDCM控制策略仿真验证
    3.4 VDCM控制策略实验验证
    3.5 本章小结
4 直流微网光储变换器自主均流策略
    4.1 直流微网并联系统等效电路建模分析
    4.2 自主均流控制策略工作原理
        4.2.1 下垂模式下并联变换器功率均分特性分析
        4.2.2 恒压模式下并联变换器功率均分特性分析
    4.3 自主均流控制策略仿真验证
    4.4 自主均流控制策略实验验证
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]孤岛并联虚拟同步发电机暂态功率分配机理分析与优化控制[J]. 周晖,王跃,李明烜,李鹏坤,雷万钧.  电工技术学报. 2019(S2)
[2]基于虚拟同步发电机控制的T型三电平并网逆变器研究[J]. 朱爱华,赵涛,徐宏健,季宁一.  电气技术. 2019(11)
[3]多约束下光储系统的灵活虚拟惯性控制方法[J]. 孟建辉,彭嘉琳,王毅,宋美琪,郭禹.  电工技术学报. 2019(14)
[4]基于虚拟同步发电机的直流微网DC-DC变换器控制策略[J]. 朱晓荣,孟凡奇,谢志云.  电力系统自动化. 2019(21)
[5]一种新型虚拟直流电机控制技术[J]. 崔健,吕志鹏,盛万兴,吴鸣,王建华,张伟,樊绍胜.  中国电机工程学报. 2019(10)
[6]基于虚拟电机技术的直流微电网与主电网柔性互联策略[J]. 兰征,涂春鸣,姜飞.  电工技术学报. 2019(08)
[7]基于虚拟同步发电机的光储并网发电控制技术[J]. 陈文倩,辛小南,程志平.  电工技术学报. 2018(S2)
[8]基于分散式微电网的虚拟同步发电机无通信预同步并网方案[J]. 颜湘武,王德胜,贾焦心.  电工技术学报. 2019(19)
[9]具有直流电机特性的储能接口变换器控制策略[J]. 张辉,谭树成,肖曦,支娜.  高电压技术. 2018(01)
[10]模拟直流发电机特性的储能变换器控制策略[J]. 张辉,张凯涛,肖曦,支娜,谭树成.  电力系统自动化. 2017(20)

博士论文
[1]光伏微电网控制与优化的若干问题研究[D]. 郑凌蔚.华东理工大学 2014
[2]分布式储能系统关键技术研究[D]. 武震.天津大学 2014

硕士论文
[1]微电网蓄电池储能系统控制技术研究[D]. 徐琳.山东大学 2012



本文编号：3677044