基于虚拟发电机的微电网平滑切换控制研究

在当今社会,环境污染问题严重,能源问题也愈发紧张。分布式电源的快速发展对解决上述问题起到了关键性的作用。微电网中由于分布式电源的引入,可以对电网电压进行支撑,保证用户日常的不间断稳定供电。而在微电网中,并网运行与孤岛运行中无缝切换过程的稳定可以保证电网内敏感负荷的平稳运行,是目前微电网中亟待解决的重要问题之一。本文针对微电网无缝切换过程中的问题,改进传统PQ控制策略,加入了虚拟发电机控制环节,并且提出了一种基于虚拟阻抗的预同步方法,以保证微电网在切换过程中稳定运行。主要研究内容如下:(1)对微电源端口的控制策略进行详细说明,对微电网中三相逆变器的接口建模、有功与无功功率瞬时值计算、电压电流双闭环控制原理、虚拟发电机控制原理和空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理进行研究。(2)提出了一种基于虚拟发电机控制策略的PQ外环与电容电压内环相结合的控制策略。在基于虚拟发电机控制策略中的PQ外环加入前馈解耦环节,在并网到离网过程中,电压稳定的同时使电网线路阻/抗比具有鲁棒性。(3)并网中,提出了一种与虚拟阻抗的预同步并网控制方法。与传统方法相比不需要单独增加控制器,对并网时的电流值起到稳定作用。(4)通过MTALAB/Simulink,对所设计基于虚拟发电机的微电网无缝切换控制策略进行仿真,验证所设计控制策略的有效性。