基于虛擬同步控制的微網(wǎng)逆變器運行特性研究.pdf

1、資源緊缺、環(huán)境問題、電網(wǎng)安全性和可靠性要求的多重壓力下，傳統(tǒng)的電力生產(chǎn)和傳輸正在逐漸發(fā)生改變，在利用可再生資源的基礎(chǔ)上，分布式發(fā)電正快速滲透到電網(wǎng)系統(tǒng)。近年來，分布式發(fā)電以其能源利用率高、輸配電損耗小、可靠性高、污染小等優(yōu)點受到了廣泛的關(guān)注。為了減小分布式能源的接入對主電網(wǎng)產(chǎn)生的不利影響，最大限度地發(fā)揮其優(yōu)勢，同時更好地促進大規(guī)模分布式發(fā)電的整合與應(yīng)用，提出了微網(wǎng)的概念。
　　大多數(shù)分布式電源以逆變器作為接口與主網(wǎng)相連，作為微網(wǎng)中

2、基本的電力電子接口，對其進行合理有效的控制直接影響著微網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。虛擬同步控制技術(shù)的發(fā)展以及在分布式發(fā)電控制上的良好表現(xiàn)，近幾年受到廣泛關(guān)注。本文涉及的研究內(nèi)容主要包括：
　?。?）從同步發(fā)電機的數(shù)學(xué)模型入手，分析了虛擬同步控制策略的控制原理；再結(jié)合同步發(fā)電機的下垂特性，推導(dǎo)了虛擬同步控制的有功/頻率、無功/電壓兩個控制環(huán)的實現(xiàn)過程。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了虛擬同步控制策略的小信號模型，并在 PSCAD/EMTDC搭建了該控制方法

3、的微網(wǎng)模型，得到的輸出相角響應(yīng)與MATLAB小擾動模型進行比較，兩者的一致性驗證了所建小信號模型的正確性。
　?。?）微網(wǎng)需要運行在并網(wǎng)、孤島模式，并在兩種模式切換。先詳細分析了虛擬阻抗方式并網(wǎng)方法的實現(xiàn)過程，以及從并網(wǎng)切換到孤島模式的運行特性，實現(xiàn)了基于虛擬同步控制的微網(wǎng)運行模式的無縫切換。針對該方法無法帶負荷并網(wǎng)的問題，提出了一種無沖擊帶負載并網(wǎng)方法，且無需單獨復(fù)雜的同步單元。該方法將輸出電壓參考相角作為dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的基準(zhǔn)角，

4、電網(wǎng)電壓在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下得到q軸上的分量，通過PI閉環(huán)控制環(huán)節(jié)獲得逆變器參考角頻率的補償量，從而實現(xiàn)與電網(wǎng)同步。PSCAD/EMTDC仿真結(jié)果驗證了所提出控制策略的正確性和有效性。
　?。?）當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生對稱跌落時，根據(jù)跌落的幅度，改變虛擬同步控制方式及調(diào)整輸出功率的參考值，來實現(xiàn)微網(wǎng)的低電壓穿越功能，并輸出無功功率以支撐電網(wǎng)電壓的恢復(fù)。當(dāng)發(fā)生不對稱故障時，根據(jù)對稱分量法提取正、負分量，加入負序電流抑制環(huán)節(jié)，從而保證逆變器輸出預(yù)設(shè)