可再生能源接入直流微网的运行控制分析

微网是一种将各种小型可再生能源发电装置融合起来为本地负荷提供电能的配电网,通过与交流配电系统的联网可增加其可靠性和灵活性。微网中的各种可再生能源发电以及用户的新型负荷需要通过电力电子接口进行变换,采用直流形式将省去电能变换中间环节,可提高设备利用效率,且通过直流系统使微网与交流配电系统之间的耦合程度降低,减小了交流故障对微网的影响。因此,采用直流形式微网可避免交流配电网短路容量过大和负荷稳定等问题,提高电能质量,同时使配电网运行更加经济、灵活和可靠。直流微网作为新生事物,如何与可再生能源发电有效连接,采用何种控制策略都是直流微网必须解决的问题。 本文以直流微网系统为研究对象,借助PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对直流微网的稳态运行特性和故障下的暂态运行特性进行深入的分析,提出了直流微网的控制策略。本文的主要研究内容如下: 首先,针对可再生能源发电出力随机性大的特点,提出了直流微网的并网运行模式。其次,根据直流微网的运行性能要求,提出了直流微网的控制策略。整流模块采用定直流电压控制,保证传输直流电压水平稳定;有源逆变模块采用dq解耦控制,实现逆变模块有功和无功功率的独立控制;无源逆变模块采用定交流电压控制,以满足负荷所需的电压质量。 再次,搭建风力发电装置模型,实现风力发电机组接入直流微网的并网运行。 最后,深入分析直流微网在交流系统故障暂态下对电压暂降的抑制特性。 本文从稳态和交流系统故障暂态两个方面分析了直流微网的运行控制特性,对直流微网技术在未来配电网的实际应用有很大的参考意义。