低压微网运行控制的下垂控制器研究与设计

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1、国内图书分类号：TM76国际图书分类号：621．3西南交通大学研究生学位论文密级：公开低压邀圆运坌i控圭堕的工垂控圭垡益砑究生遮让年级三Q二二级姓名塞型I兰申请学位级别王堂亟±专业电左丕统拯基自动丝指导老师王鱼塾援二零一四年五月ClassifiedIndex：TM76U．D．C：621．3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesis

2、JIIIIIIIIIIIIIJlllllIllUIY2574881RESEACHANDDESIGNOFDROOPCONTROLLERBASEDONOPE脚I

3、ONANDCONTROLINLOWVOLTAGEMICRO．GⅪDGrade：2011Candidate：ZhuTaolanAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeSpeciality：PowerSystemandItsAutomationSupervisor：Prof．WangQianMay,2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本

4、论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密面，使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：寻榉指导老师签名：日期：Ool争．s．I7日期：伊‘”哆西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．分析了下垂控制原理和逆变器的数学模型，并分析了包含功率测量模块、下垂特性控制模块和电压电流双闭环控制模块的逆变器下垂控制器设计及其在低压微网中的应用。2．在微网对等控制体

5、系下的运行模式基础上，给出了低压微网运行控制策略：在孤岛运行模式下，微网中各DG均采用下垂控制，并针对线路阻抗差异造成的功率分配不均和负荷变化引起的电压波动问题，给出了一种兼顾无功分配精度和电压稳定性的自调节改进下垂控制器设计；在运行模式切换时，设计了同步并网下垂控制器，实现微网的电压与大电网同步。3．分别对微网孤岛模式、孤岛模式向并网模式切换、并网模式向孤岛模式切换进行仿真分析，验证了低压微网运行控制策略和所设计的自调节改进下垂控制器及同步并网下垂控制器的有效性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的

6、成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：Jp愀<、乖批星q西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要随着电网规模的扩大，传统大电网集中供电难以适应用户多元化的供电需求，促使了分布式发电技术的发展。但由于分布式电源的随机性和不可控性，又限制了分布式电源的利用和使用效率。作为分布式电源的有效利用形式，微网既能充分利用分布式电源的优势，又能协调分布式发

7、电和大电网之间的矛盾。微网的控制策略决定其在孤岛和并网模式下的运行情况，并影响运行模式切换的平滑性。因此，确定合适的控制策略是实现微网稳定运行的关键。首先，本文分析了下垂控制基本原理和微网的下垂控制特性，给出了三相电压型逆变器的数学模型及其LC滤波器参数的设计准则，依据逆变器的数学模型和设计准则分析了包含功率测量模块、下垂特性控制模块和电压电流双闭环控制模块的逆变器下垂控制器，并给出了下垂控制器在低压微网中的应用。其次，本文在微网对等控制体系下的运行模式基础上，给出了低压微网运行控制策略。在孤岛运行模式下，针对连接阻抗差异造成的功率

8、分配不准确以及负荷变化引起的电压不稳定问题，给出了改善无功分配精度、提高电压稳定性的自调节改进下垂控制器设计；在模式切换状态下，给出了同步并网下垂控制器设计，通过调节微电网输出的电压使得微电网与大电网的电压幅值差、频率差和相角差满足并网要求，以实现微网在孤岛和并网两种模式之间的平滑切换。最后，在Matlab／Simulink环境下搭建了低压微网运行控制仿真系统，分别对微网孤岛模式运行、模式切换运行状态进行了仿真实验，仿真结果分析表明所提出的低压微网运行控制策略和所设计的自调节改进下垂控制器及同步并网下垂控制器的有效性。关键词：微网；

9、下垂控制；同步并网控制；模式切换；对等控制西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractWimtheexpansionofgrid，centralizedpowersupplyoftraditionalpowersystemC