一种分布式发电实验平台总体方案设计及相关技术研究

摘要

微电网是分布式能源的一种组网形式，其中电力电子功率变换器充当着重要的角色。本文首先介绍了微电网的定义及结构，并根据微电网的运行特点对微电网中并网变流器的控制提出了各项新要求。本文重点对微电网运行时的电网电压同步技术、功率电压控制、谐波抑制及分布式储能在微电网中的应用展开了相关研究，具体包括以下几个方面：
　　 本文首先对微电网运行时变流器的常规控制方法做了简单介绍。在联网运行时，采用三相同步旋转坐标系鉴相的方法实现电网电压同步。在此基础上采用采用d/q坐标系下的PI控制器对基波有功无功进行解耦控制。在孤岛运行状态下，通过仿真的方法分析了孤岛运行时环流及无功的大小与逆变电源输出的电压幅值、频率、相位及线路阻抗的关系。并对孤岛运行时的电压控制策略做了简单介绍。其次本文建立了适用于微电网的通用分布式(DG)并网平台，通用DG平台由储能体及其接入装置和并网变流器组成。重点研究了分布式储能的应用，通过合理的控制储能系统的充放电来缓解“间歇性”能源输出功率的波动。同时利用混合储能体的高功率密度改善某些分布式能源的动态响应。同时为了实现微电网为用户提供高可靠的电力服务，提出了带谐波补偿功能的并网变流器控制策略。基波和谐波采用不同的电流波形控制策略，可以同时实现相关的动静态特性指标，并通过仿真验证了此方法的可行性。最后对微电网变流器LCL滤波器的设计进行了研究，并提出了通过调节采样频率利用系统的延时环节改善系统幅频特性使系统达到稳定的控制策略，并通过实验验证了此控制方法的可行性。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 微电网研究的背景及意义

1.1.1 微电网的概念、结构、意义

1.2 微电网的关键技术

1.2.1 微电网的布局与保护

1.2.2 微电网的控制

1.2.3 可再生能源和微电网之间的电力电子接口

1.3 三相并网变流器的关键技术及研究现状

1.3.1 变流器交流侧滤波器设计与控制

1.3.2 微电网在不同工作模式下电压和功率的控制

1.4 本文主要研究内容

第2章 微电网并网变流器的控制

2.1 引言

2.2 电网电压同步技术

2.3 并网变流器功率控制

2.4 微电网孤岛运行变流器控制

2.4.1 分布式电源并联运行环流产生原因

2.4.2 孤岛运行时电压控制策略[49]

2.5 系统仿真

2.6 本章小结

第3章 通用DG节点的设计与控制

3.1 引言

3.2 通用DG节点的主电路设计

3.2.1 储能体的选取

3.2.2 功率变换器的设计

3.3 分布式储能在微电网中应用

3.4 微电网并网运行时的电能质量控制

3.5 仿真研究

3.6 本章小结

第4章 LCL滤波器的设计与控制

4.1 引言

4.2 LCL滤波器的滤波性能与变流器的纹波

4.2.1 LCL滤波器原理

4.2.2 变流器输出电流纹波

4.3 LCL滤波器的设计方法及步骤

4.3.1 LCL滤波器设计的设计步骤

4.3.2 LCL滤波器设计的实例分析

4.4 LCL滤波器的稳定性控制策略

4.4.1 基于LCL滤波器的PWM并网变流器模型

4.4.2 不同采样频率下的系统稳定性分析

4.4.3 采样频率对系统稳定性的影响机理

4.5 仿真与实验验证

4.5.1 系统仿真与分析

4.5.2 实验验证

4.6 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 本文工作总结

5.2 未来工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文