含PQ控制逆变型分布式电源的配电网故障分析

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随着能源危机和环境污染的加剧以及传统电网安全稳定问题的凸显,以清洁能源为基础的分布式电源(distributed generation,DG)接入配电网已成为电网发展的必然趋势。大量分布式电源的接入,使得传统配电网的故障特征,如短路电流的大小和方向等发生了变化。目前广泛使用的逆变型分布式电源(inverter interfaced distributed generation,IIDG)具有输出响应快的特点,要实现其故障特性的准确分析必须充分计及控制策略的影响。另外,最新的并网规定要求IIDG在故障时不仅保持并网运行,还需向电网注入无功功率,以支撑电网电压。为此,本文计及IIDG的控制特性,提出了一种适用于最新并网规定的含PQ控制IIDG的配电网故障分析方法。针对并网运行时广泛采用PQ控制策略的IIDG,基于其数学模型,采用双环控制方式,并对其输出特性进行分析;针对不对称条件下,传统PI环节不能实现无静差控制以及IIDG注入负序电流带来的问题,在双同步旋转dq坐标系下,采用消除IIDG负序电流控制策略,减轻对逆变器和电网的负面影响;计及最新并网规定,对IIDG采用具有电压支撑能力的故障穿越控制策略,仿真结果验证了策略的有效性。基于电力系统仿真平台DIgSILENT,搭建了含PQ控制策略IIDG的配电网模型,利用仿真分析方法,对IIDG的故障暂态特性进行研究;计及控制策略的影响,通过分析IIDG的控制系统响应过程,提出IIDG在对称故障和不对称故障情况下的故障等值模型,并通过仿真验证了所提等值模型的准确性。针对含多个IIDG的配电网模型,利用本文提出的计及控制特性的IIDG故障等值模型,建立故障下的节点电压方程,并针对不同IIDG间的相互耦合关系以及IIDG并网点电压与IIDG故障电流的非线性关系,提出相应的迭代修正求解方法,最后通过仿真算例,验证了所提方法的可行性和有效性。
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