逆变器改进结构在微电网平滑离网策略中的应用

摘要

微电网运行模式的平滑切换作为微电网研究的关键技术受到了广泛的关注，虽然众多专家学者对此做了大量研究工作，但还是有很大的改进和研究空间。本文以现有的微电网控制策略和逆变器控制方法为根基，进而学习和分析了分散控制策略、集中控制策略、主从控制策略和无互连线控制策略，从微观角度入手，研究了逆变器输出接口的VF控制、PQ控制和下垂控制的原理，并做了大量的仿真分析。
　　针对传统逆变器双闭环矢量控制方式不能反馈频率变化的问题，提出了改进的电感电流加权逆变器双环控制结构，解决了电感电流加权系数的取值问题。对单台逆变器离网控制工况进行了仿真，验证了所提电感电流加权逆变器控制结构能够很好地对频率的瞬时值做出响应，比传统逆变器电压电流双环控制的响应速度更快、波动幅度更小，提高了逆变器离网时电压和频率的稳定性。基于主从控制，将所提改进逆变器控制结构应用于微电网的平滑离网控制，结合蓄电池储能和超级电容储能，提出了微电网的平滑离网控制策略，并且在Simulink环境下进行了仿真，分别验证了逆变器电感电流加权控制结构和超级电容在微电网离网过程中平抑波动的效果。
　　针对逆变器在运行状态切换时，控制方式切换和运行状态切换的时序配合不当所带来的微电网不安全运行状态，提出了状态识别自适应控制器的概念，对逆变器的控制结构做出了相应的改进。对提出的新型状态识别自适应逆变器进行了单台逆变器状态切换控制仿真，验证了所提逆变器结构能够实现运行状态识别自适应控制。将所提状态识别自适应逆变器应用于微电网的运行状态平滑切换控制，实现了微电网的平滑离网。在Simulink环境下对传统主从控制和基于模式识别逆变器的主从控制进行了微电网离网过程的仿真对比，验证了模式识别自适应逆变器在微电网平滑离网过程中取得的良好效果。

目录

声明

1 绪论

1.1 选题的背景和意义

1.2 国内微电网控制研究与实际应用

1.3 国外微电网控制研究与实际应用

1.4 本文主要工作

2 微电网控制策略和接口逆变器控制方式

2.1 微电网整体控制策略

2.2 逆变器接口的控制方式

2.3 本章小结

3.1 逆变器建模

3.2 PQ控制建模及仿真

3.3 VF控制建模及仿真

3.4 本章小结

4 基于双环控制的新型电感电流加权逆变器控制结构

4.1 电感电流加权内环控制结构

4.2 权重因子的选取

4.3 基于电感电流加权控制结构的新型离网控制策略

4.4 仿真分析

4.5 本章小结

5 微电网状态识别自适应离网控制器

5.1 时序配合问题带来的微电网非正常运行状态

5.2 自适应微电网离网控制器基本原理

5.3 基于微电网状态识别控制器的自适应微电网模型

5.4 自适应微电网离网控制器应用于微电网的平滑离网

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

附录A 基于新型逆变器控制结构的微电网主从控制模型