多源微电网综合控制策略及其仿真研究

随着能源问题和环境问题的日益突出,分布式发电不断发展,然而分布式发电的大量接入对大电网产生较大冲击,因此微电网应运而生。微电网一般通过电力电子接口将微电源接入到网内,这增加了微电网控制的灵活性,但由于系统惯性的减小,也增加了系统能量平衡和频率稳定控制的难度,因此,为维持微电网正常的运行,良好的控制策略是必不可少的。本文以多源微电网为研究对象,主要研究了将不同类型的微电源通过逆变器接口接入微电网的综合控制策略,并对基于该控制策略的微电网运行特性进行分析研究。主要工作如下： (1)分析研究了不同结构并网逆变器的基本特性及基本原理,确立了本文微电源接口并网逆变器的主电路拓扑,并对主电路中LC滤波器的参数设计做了详细介绍；结合主电路拓扑结构,着重阐述了正弦波脉宽调制技术的基本原理及调制方式。 (2)建立了三相并网逆变器在两相旋转坐标系(d,q)下的数学模型,在此基础上对PQ控制的基本原理及PQ控制器的设计方法进行了深入的分析研究,并用工程设计的方法对电流内环的参数进行了优化设计,最后建立微电源并网逆变器PQ控制的仿真模型,为下面微电网综合控制模型的建立奠定基础。 (3)研究分析了Droop控制原理,针对低压微电网系统无法直接应用Droop控制这一问题,提出在电感电流处引入虚拟阻抗的方法,使逆变器等效输出阻抗为感性,设计出了适合低压微电网多逆变器并联系统的电压电流双环下垂控制器,最后建立了逆变电源并联系统的仿真模型,验证所设计控制器的正确性。 (4)针对微电网中微电源的多样性,建立微电网综合控制策略仿真平台,对微电网的运行特性进行仿真分析,结果表明所建微电网仿真模型可以实现运行模式的变换,孤岛运行时采用Droop控制的微电源可以为微电网系统提供频率和电压支持,并能承担负荷功率的变化,仿真模型的建立为进一步的微电网的实验验证奠定基础。