含不同微电源接口的微网建模及稳定性分析

摘要

随着大电网以及分布式发电技术的弊端日渐显现，微电网由于其众多优势成为研究热点。微电网与传统大电网有较大差异，主要体现在微电网中具有较多种类的微源。微电网技术的发展离不开先进的控制策略，而微电网建模及稳定性分析是微电网控制器设计及控制策略优化的理论基础，研究微电网建模及稳定性具有重要意义。 本文根据微电源接口的不同，将微源分为同步发电机、异步发电机和逆变器接口的微源。为了分析微网中该三种不同接口类型微源之间的交互影响及多类型微源并存对微电网稳定性的影响，本文详细推导出了同步发电机、异步发电机和电压源型逆变器三种典型接口微源的小扰动稳定性分析模型并通过网络坐标变换将三者联合，推导出了9阶微网小扰动模型。其中，为了分析不同控制策略下系统参数变化对微电网小扰动稳定性的影响，针对电压源逆变器型微源提出了PQ和PV两种控制策略并详细推导了其小扰动模型。进而提出了适用于含多同步发电机、多异步发电机以及多逆变器接口微源的微电网拓展小扰动模型。在Matlab中编程实现微电网并/孤网情况下特征值计算并分析了两种运行工况下的微电网稳定性。最后通过系统主导特征根对不同参数的灵敏度计算，分析并比较了PQ和PV控制策略下系统参数变化时微电网稳定性，得出了可为微电网控制提供决策依据的结论。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 微电网国内外研究现状

1．3 微电网控制策略研究现状

1．4 微电网小扰动稳定性研究现状

1．5 本文工作内容

第2章 微电网小扰动稳定特征值分析法

2．1 状态方程及其线性化模型

2．2 特征值与特征向量

2．3 相关因子及灵敏度

2．4 微电网小扰动稳定性分析步骤

2．5 本章小结

第3章 不同接口类型微源及其数学模型

3．1 微源种类及其特点

3．2 同步发电机模型

3．3 异步发电机模型

3．4 逆变型微电源及其数学模型

3．4．1 电压源型逆变器有功／无功控制

3．4．2 电压源型逆变器下垂控制

3．4．3 电压源型逆变器有功／电压控制

3．4．4 电压源型逆变器电压／频率控制策略

3．5 本章小结

第4章 微电网各单元及网络的小扰动建模

4．1 微电网系统结构与坐标变换

4．1．1 微电网系统结构

4．1．2 坐标变换

4．2 同步发电机小扰动模型

4．3 异步发电机小扰动模型

4．4 逆变器小扰动分析模型

4．4．1 电压源型逆变器PQ控制小扰动模型

4．4．2 电压源型逆变器PV控制小扰动模型

4．5 微电网系统小扰动模型

4．6 微电网系统小扰动模型拓展

4．7 本章小结

第5章 微电网小扰动稳定性分析

5．1 系统仿真参数设置

5．2 微电网小扰动稳定性特征值分析

5．3 不同控制策略下微电网小扰动稳定灵敏度分析

5．3．1 PQ控制策略下微电网小扰动稳定灵敏度分析

5．3．2 PV控制策略下微电网小扰动稳定灵敏度分析

5．4 本章小结

第6章 结论及展望

6．1 工作总结

6．2 未来展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢