分布式发电中微电网技术控制策略研究

基于微电网技术的分布式发电系统,是大力发展可再生能源,提高供电电源可靠性,扩大供电系统容量的重要途径。分布式电源系统的供电可以由多种能源经电力变换组网形成,其各供电单元具有分散性,且均并接于交流电网母线上。分布式发电微电网系统的供电单元一般为并联型逆变电源,逆变电源的并联方式有多种,而无互联线的逆变电源并联方式,则特别适合于并网逆变电源分散的分布式发电系统。理想的分布式发电微电网系统包括并联的逆变电源模块、输出线路阻抗、交流总线以及接在交流总线上的负载。其中逆变电源是整个分布式发电系统的核心,它负责将分布式能源通过逆变、均流等技术变换为电能并实现系统的并联组网运行。 论文分析了传统的下垂控制策略在微电网系统中应用所存在的缺陷,并提出采用倒下垂控制与下垂控制相结合的综合控制策略。该策略在改善微电网的稳定性,最大限度地限制过流情况发生等方面都具有显著特点,而且能实现微电网在网络结构或状态转换过程的无缝切换,同时也为不同响应时间的储能装置选择合适的控制策略提供了可能。 论文从逆变电源主电路拓扑、电压控制型逆变电源的输出特性与控制稳定性、电流控制型逆变电源的输出特性与控制稳定性等方面展开研究,详细全面地阐述了系统综合控制策略的控制思想及其稳定性。具体设计了逆变单元输出滤波器参数、逆变电压瞬时双闭环调节控制器、调节功率的电流闭环的控制器。建立了下垂并联控制的数学模型及综合控制微电网系统的数学模型,分析和讨论并佐以波特图阐述了各控制参数对系统稳定性的影响,为系统的优化设计提供了参考依据。最后建立基于单相逆变电源的微电网控制系统MATLAB仿真模型,并通过仿真实验对其进行验证分析,结果表明:论文提出的综合控制策略在系统的动态性能与稳态特性方面均具有很好的效果。