基于下垂控制的微网频率稳定性分析

微网作为分布式电源接入主网的有效途径,可以提高可再生能源的利用效率,降低电力系统对环境的污染,减少资源枯竭与环境问题对电力系统发展造成的双重压力。但是,微网的容量相对传统电网较小,电源的输出功率与负荷的变化量占系统总容量的比重较大,导致微网在孤岛运行时更容易受到扰动的影响,进而破坏系统的稳定运行。微网中大量使用的逆变型分布式电源与控制策略与传统的旋转式发电机有不同的运行特性,使传统的稳定性分析方法在微网研究中存在一定的不足。 本文首先介绍了微网目前普遍采用的控制策略,对各种控制方式做了说明和比较,对分布式电源的控制原理做了理论上的分析。对当前电力系统稳定性理论研究做了概括,介绍了频率稳定性研究的最新发展状况。对分布式电源的下垂控制器做了线性化分析和改进,提高了控制器的稳定性和精确性。 其次,本文在考虑微网特殊情况的前提下,建立了基于下垂控制的微网小信号模型,分析了微网在运行点附近的频率特性和阻尼特性,利用该模型计算了微网在不同运行状态下的特征值,分析了线路阻抗、下垂增益变化时的微网频率稳定性问题。并使用MATLAB/SIMULINK软件对微网模型进行了时域仿真,证明了LCL滤波器在分布式电源短距并联运行时增加微网稳定性的作用。 最后,利用微网仿真模型对系统的动态频率稳定性做了研究。实验结果表明下垂参数对微网的稳定性影响较大,大的下垂参数会降低系统的阻尼,伴随着下垂参数的增大,微网稳定状态逐渐由频率稳定向低频振荡和不稳定的方向发展。