微电网逆变器及运行控制策略研究

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近年来,随着新能源技术开发应用的深入和普及,以分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控保护装置汇集而成的小型发配电系统—微电网系统,因其突出的优点正日益受到人们的青睐。由于微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与配电网并网运行,也可以与配电网断开独立运行,因此针对其离/并网控制以及两种运行模式下的切换控制成为微电网关键技术之一,研究对微电网各种运行模式的控制,以满足负荷对电能质量的要求,对提高微电网运行稳定性和灵活性都具有重要意义。  本文选取了微电网中比较常见的几种分布式电源,以其数学模型为基础,基于Matlab/Simulink仿真平台,验证了它们的输出特性;对微电网分布式电源的控制策略,如PQ控制、V/f控制、无源控制以及下垂控制的基本原理进行了综述。本文采用了一种改进的下垂控制策略,针对其中滤波电容造成的频率偏差提出了一种补偿方法。本文研究微电网的运行模式,将微电网主从控制策略和对等控制策略进行对比。在主从控制方面,运用非线性控制理论,提出了一种无源与V/f相结合的控制策略,在对等控制方面,针对低压微电网的功率传输特性,采用改进下垂控制策略,提出了一种无源控制与改进下垂策略相结合的控制方法。文中选取有代表性的算例在Matlab/Simulink环境下进行了仿真实验,实验结果表明改进下垂控制更适合低压微电网的功率传输特性,频率补偿算法是有效的,采用无源控制策略是有效的,能够减小系统超调,加快调节速度,明显减小功率波动,提高电能质量。
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