微电网短路电流特性分析

摘要

为解决分布式电源单机接入大电网时控制复杂、成本较高等问题，微电网这一概念被提出来并越来越成为研究的一大热点。微电网既可以并网运行，也可以独立运行，具有很大的灵活性。微电网的接入，会改变传统的配电网结构，将单一电源辐射型网络变为多电源双向供电网络，出现故障后，产生的故障电流，也会改变配电线路的电流大小和方向，从而影响原有保护装置的正常运行。研究微电网的短路电流，可以为保护策略的制定提供数据支持，具有重要意义。
　　分布式电源一般通过电力电子装置，将非工频交流电能或直流电能转换成为工频交流电能，与大电网连接。电力电子装置响应迅速，使得分布式电源输出的短路电流特性与传统发电机不同，分析其故障特性需要对逆变器的控制方式进行设计。
　　论文介绍了恒功率（PQ）控制、恒频恒压（V/f）控制和下垂（Droop）控制三种不同的逆变器控制方式的基本原理和主要用途。对三相逆变器的数学模型进行坐标变换；基于dq坐标系下的逆变器数学模型，研究了PQ控制和V/f控制逆变器分布式电源的设计方法，计算了各个控制环节的参数；通过频域分析，验证了各环节的稳定性。基于Matlab/Simulink仿真平台，建立了PQ控制和V/f控制的分布式电源模型，验证了控制方式的可靠性。建立了微电网模型，并仿真验证了该模型的有效性和可靠性。以此微电网为基础，对独立运行和并网运行两种情况下不同的短路故障进行了仿真，分析了微电网的短路电流特性。

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1 绪论

1.1 选题背景与意义

1.2 研究现状

1.3 论文主要工作

2 逆变器控制方式及微电网的控制策略

2.1 逆变器控制方式

2.2 微电网的控制策略

2.3 本章小结

3 微电网模型的建立

3.1 逆变器的数学模型

3.2 PQ控制分布式电源的建模

3.3 V/f控制分布式电源的建模

3.4 微电网的建模

3.5 本章小结

4 微电网短路电流特性分析

4.1 独立运行微电网短路电流特性分析

4.2 并网运行微电网短路电流特性分析

4.3 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文