低压微电网中下垂控制的研究

随着传统化石能源的枯竭，太阳能、风能、潮汐能等新能源的地位日益突出。由于这些可再生能源的随机性、分散性以及多样性等特点，人们对分布式发电系统的研究与应用也越来越重视，微电网的概念也应运而生。在微电网孤岛运行时，控制策略大多采用下垂控制，基本的下垂控制策略有传统的P-f下垂控制和P-V下垂控制。本文主要围绕低压微电网中P-V下垂控制展开研究。 传统的P-f下垂控制应用广泛，而P-V下垂控制的应用较少，但在低压微电网中，传统的P-f下垂控制却具有较强的耦合性。因此，本文首先对低压微电网中P-V下垂控制的可行性进行了研究。文中对两种基本的下垂控制策略进行了理论分析，并研究了低压系统中P-V下垂控制和传统的P-f下垂控制的稳定性，从理论上证明了P-V下垂控制的可行性。 另外，在微电网系统中，网络节点的电压和频率与负荷的工作状态是相互影响的。故本文从电力系统的角度出发，在考虑了负荷特性的基础上，以恒阻抗负荷为例，研究了低压微电网中逆变器采用P-V下垂控制时，负荷变化对逆变器控制性能的影响，并与传统的P-f下垂控制进行了对比。理论分析和仿真结果表明，在低压系统中，P-V下垂控制和传统P-f下垂控制均能稳定运行，而且两种控制策略在不同方面有着各自的优势，应根据系统的要求来选择具体的下垂控制策略。 最后，基于TMS320F2812为控制芯片的三相逆变器实验平台，对P-V下垂控制和传统的P-f下垂控制进行了对比的实验验证。实验结果验证了理论分析和仿真的正确性。