基于多VSG的微电网静态电压稳定分析与控制策略研究

摘要

能源危机和环境污染问题日益严重，让人们的目光转向可再生的新能源。20世纪70年代以来发生了几次国际大停电事故，人们认识到单一的集中式电力系统已不能满足人类日益发展需求。在这双重压力下，微电网成为电力工业发展的新动向。微电网电压稳定性的研究成为微电网技术目前发展的热点之一。
　　本文首先对虚拟同步发电机控制策略进行讨论，采用虚拟同步发电机控制策略的逆变器可以运行在不同模式下，分析逆变器运行在不同模式时其在微电网潮流计算中的节点类型。然后给出了含有多个虚拟同步发电机控制策略的分布式电源的典型微电网模型。
　　其次，从任意条支路出发，推导了无需计算等值网损的基于潮流解存在性的静态电压稳定判别，并得出该判别方法是微电网静态电压稳定的必要而非充分条件。根据负荷-电压特性，推导了基于 V-I特性的电压稳定判别，并得出这种判别方法是微电网静态电压稳定的必要条件。又对这两种判别方法之间的关系进行分析，得出后一种判别方法包含前一种方法。因此，对微电网进行电压稳定判别时，如果不满足第一种判别方法，则该系统电压不稳定。当满足两种判别方法时，系统电压稳定。
　　最后，由于风速、光照及负荷的随机性，本文对微电网中基于虚拟同步发电机控制策略的风力发电系统、光伏电池以及负荷建立随机模型。并采用蒙特卡洛模拟进行随机性潮流计算，然后对各个潮流计算结果进行静态电压稳定分析。对采用不同运行模式的虚拟同步发电机控制的DG(Distributed Generation)、不同类型DG以及DG接入不同位置这些情况进行分析，提出有效改善微电网支路静态电压稳定性方法。并且从微电网静态电压稳定方面，改进了微电网中逆变器的控制方法。

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第一章 绪 论

1.1 本文研究背景及意义

1.2 微电网研究现状

1.3微电网电压稳定问题

1.4 本文的主要工作

第二章 基于多VSG的微电源模型及微电网结构

2.1 虚拟同步发电机控制系统

2.2 基于VSG的微电源运行模式

2.3 基于多VSG的典型微电网结构

2.4 本章小结

第三章 微电网静态电压稳定性判别方法

3.1 基于潮流解存在性的电压稳定性判别方法

3.2 基于 V-I特性的电压稳定性判别方法

3.3 微电网静态电压稳定性判别流程

3.4 算例分析

3.5 本章小结

第四章 基于蒙特卡洛模拟的电压稳定分析

4.1 微电网的随机模型

4.2 基于蒙特卡洛模拟的电压稳定分析

4.3 算例分析

4.4 本章小结

第五章 虚拟同步发电机控制策略对微电网静态电压稳定性影响

5.1 基于VSG控制策略的不同运行模式对微电网的影响

5.2 不同类型DG对静态电压稳定性影响

5.3 DG在不同位置对微电网静态电压稳定性影响

5.4 本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果