微网综合控制技术研究

微网是一种可将各种微电源组合起来为当地负荷提供电能的低压电网。大多数微电源通过逆变器接口与主电网连接,虽然降低了系统的惯性,但微电源的控制灵活性增加。孤岛和并网运行是微网两种典型运行模式,提高了供电可靠性,但也增加了系统在频率电压及能量平衡等方面的控制难度。目前对各种不同类型的微电源在两种不同运行模式下控制方法的研究相对成熟,但是在对两种模式切换过程研究的较少。本文主要研究了微网在两种运行模式下的控制方法,以及微网由孤岛到并网模式的平滑切换控制策略。主要工作如下： 首先,简述了微网的相关概念,对微网不同控制策略及其相应控制方法进行总结和比较,在此基础上分析了实现平滑并网的意义。 其次,对下垂控制特性进行分析,通过建立下垂控制小信号模型,分析了电压频率、电压幅值下垂参数和低通滤波器的截止频率三个参数对于系统稳定性的影响。 接着,在两相同步旋转坐标系下建立三相电压型逆变器的数学模型；针对微网独立和并网运行两种运行模式,重点介绍了基于下垂控制的双环反馈控制和PQ控制的原理,并对控制器参数进行了优化确认；通过仿真模型的仿真结果可以看出,当微网运行工况发生变化时,微电源接口逆变器能合理地使用控制策略,保证系统的频率和电压的变化在允许的范围内。 最后,本文研究了微网平滑并网控制策略。通过对微网并网存在的问题及并网需满足的条件进行分析,设计了一种适用于P-ω,Q-E下垂控制微电源逆变器的预同步控制器。通过仿真证明该预同步控制器能有效地抑制并网冲击电流,实现了微网平滑并网,从而提高了系统的稳定性。