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21世纪的今天,能源枯竭、生态污染等全球性问题日益严重。在此背景下,新能源发电更清洁、可持续,因此并网逆变器作为电网与新能源发电的能量交换接口,受到了各界的极大关注。然而,由于电力电子器件组成的并网逆变器惯量和阻尼小,当其在电力系统占比升高时,大电网的惯性和阻尼必然受其影响,甚至容易受到负荷波动造成失稳。虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制针对微网中的并网逆变器进行,它通过调整逆变器的虚拟惯性和阻尼,达到增强大规模新能源并网动态稳定性的目的。同时,随着物联网技术日新月异,电力系统也在谋求信息化的发展道路。电力物联网技术可以获取电网中并网电源与负载的实时信息从而实现协调调度,实时规划并下达各分布式电源的给定功率,保证源与荷的静态稳定。将电力物联网技术与VSG控制结合,能够显著改善新能源并网的稳定性。基于此,本文以光伏并网为例,对三相并网逆变器的VSG控制策略及其中的电力物联网通讯方案做了相关研究,主要研究内容包括:1.为了提高新能源大规模并网动态稳定性,对三相并网逆变器系统的常规控制策略进行了研究,由此提出了一种PI电流内环,PQ功率外环的VSG控制方案。该方案借助于电力电子变流器调整微网的惯性和阻尼,改善了微网的动态稳定性。设计了10kW样机的系统结构,通过样机仿真验证了该方案的有效性。
2.针对电力设备之间以及并网逆变器的多层控制结构之间的通信,实现对新能源发电远程调度,保证源与荷的静态稳定。本文在对物联网技术以及相关理论分析的基础上,提出了一种以LoRa无线网络为基础的电力物联网结构。该结构简单可靠,易于改造现有设备实现组网。
3.结合dsPIC单片机硬件调试与软件开发、物联网设备以及10kW并网逆变样机,对所提电力物联网结构进行了网络与通信的简易搭建。利用电力物联网技术对逆变器样机进行了远程并网功率调节实验,其实验结果验证了方案的可行性和有效性。这对于进一步推进智能电网建设起着积极作用,并且对于新能源并网稳定性问题也有着理论指导作用。
2.针对电力设备之间以及并网逆变器的多层控制结构之间的通信,实现对新能源发电远程调度,保证源与荷的静态稳定。本文在对物联网技术以及相关理论分析的基础上,提出了一种以LoRa无线网络为基础的电力物联网结构。该结构简单可靠,易于改造现有设备实现组网。
3.结合dsPIC单片机硬件调试与软件开发、物联网设备以及10kW并网逆变样机,对所提电力物联网结构进行了网络与通信的简易搭建。利用电力物联网技术对逆变器样机进行了远程并网功率调节实验,其实验结果验证了方案的可行性和有效性。这对于进一步推进智能电网建设起着积极作用,并且对于新能源并网稳定性问题也有着理论指导作用。