关于逆变器在智能电网接口中的应用详细讲解教程.doc

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1、关于逆变器在智能电网接口中的应用详细讲解教程　　　　图1逆变器作为ECSs和电网间的柔性多功能基本连接1逆变器接入电网的要求　　今天，DERs和RESs所使用的逆变器仍然主要采用了被动控制技术。这意味着对电网接入功率的控制与通过一次能源产生电能的能量转换系统密切相关。对电网侧来说，它们相当于负的负载。它们将从ECS处获得的全部功率注入电网。在这种方式下，电网侧的电网控制整合，甚至于主动参与控制和稳定电网状态变量都是不可能的。　　最近的电力系统章程修订也仅仅对异常的电网变化做出了预防性的反应。对高压和中压电网，UC

2、TE操作手册、国家电网编码和国家电网连接章程等，定义了电网电源连接行为。对低压网络，规程细节至今还未定义和出版。对于高压和中压网络，稳态要求定义了发电单元必须减少它们的有功出力以应对频率过高，或者按照电网调度要求呈阶梯状出力。据此，超过需求的有功功率会被拒绝上网。在正常运行条件下，发电单元还必须提供无功功率。动态行为的定义要求发电单元必须在电网故障的情况下保持与电网的连接并能够提供短路电流。　　为了增加DERs和RESs在电网中的比例，规章制度还应该进行更深入的变革。分布式发电单元必须与集中式电源承担同样的基础调

3、控任务。只有这样电网才能被激励者运行在分布形式下。未来的电力系统不仅仅要求DERs和RESs承担假定的预防性的措施和开环控制。这些电源必须执行物理上的实际的电力系统调控。只有这样，未来集中式电源才能被DERs和RESs取代或者补充。2常规电力系统控制方法在逆变器系统中的采用　　新的DERs和RESs必须参与到现有的系统中并适应现有的结构和控制策略。因此逆变器必须适应现有的电网控制并且遵从基本原则，尤其是在相互连接的运行中。基本的逆变器控制必须以传统发电控制方式为基础，并被分类如图2所示。　　图2逆变器连接到电网侧

4、的馈电方式　　当接入电网的构件是DERs或RESs时，常规的基础控制方式可以被逆变器采用和执行。向电网传输的功率可以被ECS或电网驱动。　　在ECS驱动馈电时，ECS决定了向电网传输的功率。如今，单台RESs逆变器典型地就在这种馈电方式下运行，并向电网注入全部可提供的功率。在电网驱动馈电时，不再是ECS，而是电网决定功率的传输。典型的，大多数常规大型电厂运行在这种方式下，同样，这种方式潜在的适合DERs和RESs系统，或者至少适合混合式电力系统。在ECS驱动馈电的情况下，逆变器控制方式被称作电网平行方式。第二种情

5、况可以被两种不同的逆变器控制方式实现，分别是电网形成方式和电网支持方式。电网形成方式中逆变器的作用是建立和维持电网状态变量。电网支持方式中逆变器被用于平衡功率。它可以传输预先设定数量的功率，这个数量可以根据电力系统的需要或者高级控制运行得到的参考值进行调整。应用这个控制方式的逆变器例子如图3至图5的左侧所示。此外，这些基本有功功率调控器潜在的对二次电网控制的相互联系可以被类似的阐释。　　　　图3主动控制并与电网连接的逆变器的电网形成（GF）控制方式　　　　图4主动控制并与电网连接的逆变器的电网支持（GS）控制方式

6、　　　　图5被动控制逆变器的电网平行（GP）控制方式　　所有被介绍的控制方式都可以适应对称和不对称负载条件和逆变器硬件。对于这些基础的控制方式，正如前边介绍的，只有电网形成方式和电网支持方式才适用于被积极地应用到物理层面的控制整个电力系统。分布式发电单元在电网平行方式中不能被从电网侧控制。然而，除了充分的基础控制方式，发电单元控制一定要能够与定义的超常规二次电网调控器进行交互作用。这个要求同样能够被所描述的基础控制方式所实现。由于这些控制结构是基于常规电力系统控制策略的，它们提供了与常规电力系统控制同样的二次调控

7、接口（如图5所示）。因此，具备这些功能的DERs和RESs就可以像常规单元一样连接到电网控制中。电网中的二次有功调控器被要求将电网频率调节到正常值。它为电网形成和电网支持的控制结构提供了在关注点的有功功率偏移值。3仿真研究　　仿真是验证提出的控制策略的第一步，控制策略采用常规的电力系统控制策略。测试条件是：两个相互连接的电网，每个电网各包含一个电网形成方式的逆变器和一个电网支持方式的逆变器，如图6所示。电网的额定频率和额定电压分别是frated=50Hz，VLL=400Vrms。　　电网形成和电网支持方式的逆变器

8、额定视在功率分别是Sr=125kVA，Sr=80kVA。两种逆变器的有功功率和无功功率设定值都分别是6kW和3.3kvar。仿真使用的电缆型号是NAYY4&TImes;50SE，Rl=0.772Ω/km，Xl=0.083Ω/km。为了比较不同的逆变器负载分配，所有控制器的下垂因数初始值设置相同。二次控制器被用来控制功率交换和能量平衡，同时维持正常频率。　　如图6所示，有功