基于电压源逆变器的微电网控制研究

摘要

随着电力需求的不断增长，传统大电网在过去数十年里得到了迅速的发展，但是其弊端也渐渐的体现了出来:成本高，运行难度大，难以满足用户越来越高的安全性和可靠性要求。与此同时，由于环境污染的加剧，对新能源的利用越来越受到人们的重视，因此小容量分布式新能源构成的微电网研究更加令人关注。微网中的分布式电源包括光伏电源、风力发电机、微型燃气轮机、燃料电池等，它们的容量一般不超过500kW，通常需要通过电力电子装置将电源与常规配电网并网运行，因此逆变器控制对于微电网的稳定控制起着至关重要的作用。
　　 首先，本文介绍了微电网的概念、结构与控制方法，针对微电网内多数微源都是逆变器接口这一特点，详细介绍了逆变器调制方式与常用微电网逆变器控制策略。对逆变器控制进行了数学建模，为了便于PI控制，模型建立在dq坐标系下。
　　 其次，详细阐述了近年被提出的有功功率-电压控制策略，由于微电网内各微源的关系可以转换成逆变器并联的关系，本文重点研究了逆变器并联的控制方法。在传统逆变器并联控制方法中，主从控制和对等控制各有缺点，本文采用PQ控制与有功功率-电压控制结合有功-频率下垂特性控制法对微电网进行控制。针对三相电压不平衡现象，研究了双同步坐标系下的解耦锁相环，加强了此种控制方法实现的安全性与稳定性。
　　 最后，在MATLAB/SIMULINK仿真平台下，搭建了基于电压源逆变器的微电网控制模型，对锁相环锁相技术进行了仿真;对孤网运行模式下有功功率-电压控制策略进行仿真，验证了下垂特性适用于此种控制方法，能够完成微电网逆变电源控制的一次调频;对逆变器并联进行仿真分析，验证了所采用方法的可行性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题来源及主要研究内容

第2章 微电网及逆变器控制方法

2．1 微电网的概念与结构

2．2 微电网的控制

2．3 逆变器调制技术

2．4 常用微电网控制策略

2．4．1 PQ控制策略

2．4．2 U/f 控制策略

2．4．3 下垂控制策略

2．5 本章小结

第3章 孤网运行模式下的单逆变器控制

3．1 逆变器数学模型的建立

3．2 有功功率电压控制方法

3．2．1 内部dq电流解耦控制环

3．2．2 外部输出控制环

3．3 锁相环技术在微电网控制中的应用

3．4 并网锁相技术与孤网运行模式下P-V控制的仿真

3．4．1 并网锁相技术的仿真

3．4．2 孤网运行模式下P-V控制的仿真

3．5 本章小结

第4章 微电网逆变器并联控制技术

4．1 多逆变器并联控制方法

4．2 P-V与PQ及下垂控制法在逆变器并联控制中的应用

4．3 逆变器并联的仿真分析

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢