微网对等控制及其运行特性研究

随着分布式发电技术的日益发展,分布式电源接入电网所带来的冲击将会随之增加。将分布式电源组合起来与本地负荷组成微网则是一种解决方案,因此提高用户的供电可靠性是微网主要意义。但用户对于微网的需求并不局限于此,随着微网技术的发展满足更多的用户需求成为必然趋势。另一方面,分布式电源大多需要采用电力电子接口连接到微网,既增加了分布式电源接口控制的灵活性,又增加了微网系统维持可靠运行、频率稳定和电压稳定等的难度。微网对等控制则是充分发挥分布式电源的灵活性,并实现不同的用户需求功能。本文研究了通过逆变器接口的微网对等控制策略,并对该控制策略下的微网运行特性进行了分析。主要内容如下： 首先就现有的不同种类微网控制策略进行总结和比较。微网的对等控制主要解决的问题是如何在不需要通信的情况下实现分布式电源之间的功率共享与分配,以减少微网成本,提高可靠性和灵活性。同时要实现微网即插即用也必须采用对等控制。随后也对微网的电能质量治理以及经济性调节进行了总结。 然后分析了三相逆变器的原理与特性,建立三相逆变器的数学模型,并以此为基础详细的研究了三相逆变器的离散时间模型。讨论无差拍逆变器的控制策略的设计方法,并就无差拍控制的运行特性进行分析,利用无差拍控制可以对负荷电流的扰动进行补偿,将逆变器接口设计为电压可控的受控源供后续研究内容使用并通过仿真验证分布式电源逆变器接口的无差拍控制。 紧接着对分布式电源的输出功率特性的分析,在无差拍逆变器的基础上设计逆变器的外环功率控制器,实现逆变器输出功率可控。 并分析与讨论微网控制的对等控制中的下垂控制以及倒下垂控制,分析分布式电源输出功率与微网频率以及电压间关系,对倒下垂控制设计进行详细的阐述,通过仿真验证分布式电源逆变器接口的倒下垂控制。 最后在对倒下垂控制的研究基础上,通过模拟传统大电网中的二次调频过程,设计微网的频率无差调节。并通过数学推导过程证明频率无差调节的可行性以及频率无差调节对功率的分配情况,通过仿真验证了微网的频率无差调节的理论分析。另外根据传统电网中的第三次调节,对微网中的经济性控制进行了讨论。