基于比例复数积分器微电网控制技术研究

摘要

能源是社会经济发展的基础，直接影响着社会的稳定。随着化石一次能源的大量使用，这些能源面临着衰竭的问题并且由燃烧化石能源而导致的生态环境问题已经引起了各个国家的重视，电能作为一次能源转换而来的二次能源不能仅依靠燃烧化石能源来获取，为保证社会的正常运行，电力能源需要走一条稳定的持续发展道路，利用可再生能源提供电力成为必然选择。微电网作为连接大电网和分布式可再生能源系统接口，是未来智能电网和能源互联网的重要组成部分，因此，研究微电网技术具有十分重要的实际意义。根据微电网的运行需求，本学位论文重点研究了微电网变流器的控制技术及其功率交叉耦合补偿控制策略，本学位论文具体的结构可以简单描述如下：
　　首先，本文介绍了微电网三层控制体系架构以及微电网变流器主要控制策略。其次，重点研究了微电网变流器的数学建模及其调制技术，分析了微电网变流器在三个坐标系之间的关系，分别建立了微电网变流器在三个坐标系的动态时域数学模型，为后续建立微电网变流器的控制系统和仿真验证奠定了坚实基础。再次，重点分析了微电网变流器的运行方式、调制技术以及变流器关键控制技术。以常用的微源变流器所采取下垂控制为主要切入点，分析了不同下垂控制的运行特性及其适用的应用场合，接着阐述了微电网并联变流器环流产生的机理，分析了采用比例复数积分控制器作为变流器控制器的微电网控制系统。研究了比例复数积分控制器的实现方式，对基于比例复数积分控制器的功率耦合下垂控制策略进行了设计，实现了微电网比例复数积分控制器的三环闭环控制技术设计。最后，在研究微电网特性的基础之上，考虑到微电网线路参数和传统下垂控制策略可能使得微源在孤岛运行情况下不能维持稳定的运行以及传统比例积分 PI调节器在αβ两相静止坐标系下不能实现交流电压和交流电流的零稳态误差精准控制，本文提出了一种基于比例复数积分 PCI控制器的功率交叉耦合补偿控制，该控制策略能够在微电网输电线路不等的情况下实现微源的稳定运行，同时保证输出的交流电压与参加电压相等。通过 MATLAB仿真，验证了所提控制策略的有效性。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 微电网简介

1.3 微电网控制技术研究现状

1.4 本文的主要研究内容

第2章 微电网变流器建模及调制技术

1.1 坐标系的之间的关系

1.2 锁相环的数学模型

1.3 微电网变流器的原理及建模

1.4 变流器接口滤波器的设计

1.5 本章小结

第3章 微电网运行方式及其控制技术

3.1 微电网运行模式分析

3.2 微电网基本控制策略分析

3.2 微电网变流器主要控制技术研究

第4章 微电网变流器关键控制技术

4.1 微电网并联变流器环流产生机理

4.2 微电网变流器比例复数积分器控制技术

3.2 基于PCI微电网功率耦合下垂控制策略

4.3 本章小结

第5章 比例复数积分控制器的微电网仿真分析

5.1 系统模型与参数配置

5.2 微电网变流器电压跟踪性能仿真分析

5.3 比例复数积分器微电网并联变流器均流仿真分析

5.4 微电网负载突变仿真对比分析

5.5 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢