交直流微网AC/DC双向功率变换器控制策略研究

摘要

智能电网是未来电力系统发展运行的重要方式，交直流微网作为其组成部分承担了重要的角色，其优点有：1）交直流微网足够接纳各种不同的分布式能源使之可以相互支撑功率输出，满足系统负荷供电需求；2）减小了电力电子变换等中间环节，降低了工程损耗以及运行成本；3）提高了系统能量转换的效率、供电的可靠性。本文围绕交直流微网AC/DC双向功率变换器控制策略等相关技术做了研究，具体研究工作有：　　（1）针对交直流微网中分布式能源并网时对直流母线造成暂态冲击等问题，提出了一种改进下垂控制的控制策略，将改进下垂控制应用于三电平变流器，利用了三电平变流器的低开关损耗的特性，实现了交直流微网运行中直流母线暂态电压的抑制，确保交直流微网动态运行时的平衡稳定，提高以及分布式能源并网灵活性。理论分析和仿真均验证该控制策略的有效性。　　（2）对于交直流微网并/离网运行控制切换过程造成的暂态电流和电压冲击等问题，改进了双向变流器补偿控制策略。该控制策略基于主从控制，分析恒功率控制和恒压/恒频控制的适用条件，推导了电压项与电流项的补偿算法。理论分析和仿真验证表明，该控制策略有效维持了交直流微网的功率平衡以及交直流微网切换控制平滑无缝。　　（3）针对交直流微网电力电子接口变换器稳定换流，利用双向变流器的abc坐标系和dq坐标系下的数学模型，设计了双向变流器主电路的滤波电感以及滤波电容参数，提高交直流微网接口的稳定性。仿真验证滤波电感和滤波电容参数设计的有效性及合理性。

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