微电网并离网逆变器的研究与设计

本文以国家大力发展智能电网、充分利用可再生能源为背景，设计开发了一款用于微电网的并离网逆变器。与普通并网逆变器的区别在于，并离网逆变器可以准确的检测孤岛并进行并网、离网两种工作状态的无缝切换，保证微电网中重要负载的持续不间断供电。针对这些问题，本文做了如下工作： 第一，根据对微电网结构、各个分布式电源（DG）的研究，以及实验条件的考虑，采用模拟交流微电网、多逆变器并联主从模式。其中主逆变器在离网情况下采用U/f控制策略，为微电网中其他从逆变器提供标准的电压、频率参考；在并网情况下采用P/Q控制策略，为电网输出额定功率的电能。从逆变器则始终采用P/Q控制策略，输出电能。 第二，针对多台逆变器并联情况下的孤岛检测问题进行了研究。考虑到常规孤岛检测方法当中，多逆变器并联所产生的稀释效应，相应不可检测区的扩大，采用基于带正反馈的移频法的孤岛检测方法，提高孤岛检测的准确性。 第三，为保证在大电网出现故障情况下，微电网所连重要负载的不间断供电，逆变器需在并网、离网状态间进行无缝切换。采用基于间接电流控制的切换方法，在减小切换过程当中的电压相位、频率突变的同时，降低输出电流给定值，最大限度的减小切换过程对负载所产生的影响。 第四，在完成对以上问题研究的基础上，开始对并离网逆变器进行硬件、软件设计。并通过实验获得的并网电压电流波形、离网电压波形以及并离网切换的准确性验证了上述方法的可行性。