微电网故障模式下逆变型微电源运行特性研究

摘要

随着我国国内资源日益紧缺，负荷日益增长，由分布式电源组成的微电网成为近年来的研究热点。微电网安全可靠的运行离不开精确的控制和保护。由于微电网中逆变型微电源的特点，故障情况下孤岛微电网中的电气量的变化与传统大电网差别很大。因此，研究逆变型微电源在微电网不同故障情况下的运行特性以及它们对微电网系统故障特性的影响至关重要。　　本文首先分析了微电网的功率分配策略，针对线路阻抗不确定的特点，采用基于负载电压反馈的下垂控制策略，实现微电网的有功和无功功率均分，确保微电网的稳定运行。其次，研究了逆变型微电源在孤岛微电网三相对称和两相相间故障情况下的运行特性，详细分析了微电源电气量的变化。针对不对称故障情况下传统限流方法造成的电压电流波形畸变，引入无畸变限流方法，并对两种限流方法进行分析和对比。分析表明无畸变限流方法可以明显减小系统中的谐波分量。在分析逆变型微电源运行特性的基础上，分析了孤岛微电网的故障特性。另外，本文利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建了由三台逆变器组成的微电网的仿真模型，设置故障参数并进行仿真研究，验证对微电网故障情况下逆变型微电源运行特性的理论分析的正确性。　　搭建了基于DSP TMS320F28335数字控制的微电网实验系统，对孤岛微电网采用的控制策略及故障情况下逆变型微电源运行特性的理论分析进行了实验验证，实验结果证实了理论分析的正确性。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 微电网概述

1.3 微电网故障特性及微电源运行特性研究现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 微电网的功率分配策略及控制

2.1 微电网系统功率分配机理

2.2 传统下垂控制策略

2.3 微电网功率均分条件

2.4 基于负载电压反馈的下垂控制策略

2.5 逆变器限流方法分析

2.6 本章小结

第3章 微电网故障模式下逆变型微电源运行特性分析

3.1 微电网对称故障分析

3.2 微电网不对称故障分析

3.3 微电网对称故障仿真

3.4 微电网不对称故障仿真

3.5 本章小结

第4章 微电网实验系统设计

4.1 微电网系统硬件电路介绍

4.2 软件设计

4.3 本章小结

第5章 微网故障模式下逆变型微电源运行特性实验分析

5.1 单台逆变器运行实验

5.2 微电网运行实验

5.3 微电网对称故障实验

5.4 微电网不对称故障实验

5.5 实验平台照片

5.6 本章小结

结论

参考文献

致谢