基于微网公共点电压的改进下垂控制策略研究

摘要

分布式发电是使用清洁能源的最有效途径之一，随着分布式发电渗透率的提高，许多学者提出了微网的概念。微网的使用可以提高系统稳定性和能源利用率，作为能量转换的重要环节，对于逆变器的控制策略与安全稳定运行的研究具有十分重要的意义。
　　首先，本文对微电网的发展及其常用控制策略进行了分析研究，并对下垂控制进行了着重讲解。建立三相逆变器的数学模型并对逆变器的功率、电压、电流多环控制进行参数整定，针对孤岛运行模式，通过分析功率合理分配的条件得知，采用传统下垂控制策略无法实现功率合理分配，产生环流，严重影响微电网的运行安全。
　　其次，由于功率无法合理分配的问题，采用两种不同的改进下垂控制策略，分别为分布式二次控制策略与基于公共点电压的改进下垂控制策略。分布式二次控制原理较简单，但是由于采用较多的PI控制器，使其参数难以调整，另外，当逆变器容量不等时，并不能保证功率合理分配；基于公共点电压的改进下垂控制策略是本文主要介绍的内容，在基于公共点电压的改进下垂控制策略中，为了实现功率之间解耦，加入了虚拟负阻抗算法，通过采样公共点电压，实现功率合理分配，且与逆变器容量相同与否无关，并且加入电压二次调节，当电压超出规定范围时，调节输出电压使其稳定在额定值附近，此控制方案需调节参数少，易于实现。本文在MATLAB/Simulink软件环境下建立了微电网的仿真模型，对采用的控制方法进行仿真研究。
　　最后，搭建了由两台三相逆变器并联组成的微电网DSP控制实验平台，对本文的基于公共点电压的改进下垂控制策略进行了实验验证。实验结果表明本文采用的控制策略不仅能够实现功率的合理分配，而且能够提高电压质量。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及其意义

1.2 微电网介绍

1.3 微电网发展现状

1.4 本文主要内容

第2章 逆变器建模与分析

2.1 逆变器数学模型建立

2.2 控制系统设计

2.3 本章小结

第3章 改进下垂控制策略的研究分析

3.1 逆变器并联运行分析

3.2 分布式二次控制策略

3.3 基于公共点电压的改进下垂控制方法

3.4 两种控制策略比较分析

3.5 本章小结

第4章 逆变器系统软硬件设计

4.1 主功率电路设计

4.2 控制电路的设计

4.3 系统软件程序设计

4.4 本章小结

第5章 微电网逆变器系统实验设计及验证

5.1 三相电压型逆变器单机运行实验

5.2 三相电压型逆变器双机运行实验

5.3 基于公共点电压的改进下垂控制实验

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢