微网变流器控制重要科技分析

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1、微网变流器控制重要科技分析1绪论1.1引言随着能源需求的不断加大和化石能源的日益减少，而核能也由于其安全性等因素受到一定的限制，能源问题愈发突出地成为世界各国面临的严峻挑战⑴；此外，电力系统结构的不断老化、环保问题、能源利用效率的瓶颈以及用户对电能质量的高标准要求，使得开发利用可再生能源、构建可持续能源系统成为必然的发展趋势。分布式发电（DistributedGeneration,DG)是相对于传统的集中式供电方式而言的，一般是指将相对小型的发电装置（一般50MicroGrid，MG)概念应运而生，并很快成为国

2、内外相关领域的最新前沿课题之一。1.2微电网概述1.2.1微电网定义2001年，美国威斯康辛大学麦迪逊分校R.H.Lasseter等学者正式提出了更好地发挥分布式发电潜能的结构形式-微电网（即微网），随后美国电力可靠性技术解决方案协会（ConsortiumforElectricReliabilityTechnologySolutions,CERTS)出版白皮书正式定义了微电网的概念。目前，美国、日本、欧洲等均已展开对微电网的广泛研究并建立了相应的试验工程，由于各国研究侧重点不同，对微电网的定义也各不相同美国威斯

3、康辛大学R.H.Lasseter教授给出的概念：微电网是一个由负荷和微型电源组成的独立可控系统，就地提供电能和热能。美国CERTS给出的定义：微电网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统，它可同时提供电能和热量；微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必须的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的可控单元，并同时满足用户对电能质量和供电安全的要求。欧盟科技框架计划（Frameme,FP)给出的定义：利用一次能源；使用微型电源，分为不可控、部分可控和全控三种，并可冷、热、电三联供；配有储能装置；利用

4、电力电子装置进行能量调节；可在并网和独立运行两种方式下运行。尽管对微电网的定义不尽相同，但国际上基本认为微网是由各种分布式发电源/微电源、储能单元、负荷以及监控、保护装置组成的集合；具有灵活的运行方式和可调度性能，能在并网运行和孤岛（自主）运行两种模式间切换；通过相关控制装置间的协调配合，可以同时向用户提供电能和热能；根据实际情况，系统容量一般为数千瓦至数兆瓦；通常接在低压或中压配电网络中。综上所述，每个国家都是根据本地区的实际需要和科研水平确定徵电网的定义的。如美国和欧洲，各项产业发达，但能源紧缺，电力系统结

5、构复杂并且老化，微电网实际上是对大电网的拆分，应用电力电子技术加以控制，以实现就近供能。日本所面临的能源问题尤为严重，迫使其将目标定位于可再生能源的充分可靠利用，减少污染，满足用户个性化电力需要和偏远地区供电需求。2应用于微网储能单元的双向DC/DC变换器2.1引言微电网中的微电源大多是基于逆变器接口的分布式电源，与传统同步发电机系统相比，系统缺乏惯性；此外可再生能源如风能、太阳能具有间歇性和不确定性，因而微电网中通常需配备储能单元。储能单元在微电网中的应用可概括为提供短时供电、用于能量缓冲、改善电能质量、优化

6、微型电源运行，以及提高微电网的经济效益等实验室徵网结构如图2.1所示，系统包括微电源节点、电能质量控制节点、控制器、故障检测装置以及各种特性负载。微电源可以是不同类型的分布式电源，例如光伏电源、风力发电、燃料电池、微型燃气轮机等；储能单元可以是锂电池、超级电容器、超导储能、飞轮储能等；负载也可以是不同种类的，包括纯阻性负载、非线性负载、电动机负载等。各节点单元都通过电力电子变换器接入微网。剥离图2.1实验室微网结构中的单个微电源节点，得到含储能单元的通用DG节点如图2.2所示，微型电源指代经DC/DC变换后的直

7、流型DG如光伏发电、或经AC/DC变换后的交流型DG如风力发电；储能单元通过双向DC/DC变换器接入直流母线。这种通用DG节点嵌入了储能单元，使得间歇性的可再生能源DG具有可调度性，完全即插即用，易于实现模块化设计。3三相并网变流器控制...........293.1引言293.2三相并网变流器........293.2.1三相静止abc坐标系模型........303.3并网控制技术........323.3.1电流内环控制系统设计........323.3.2电压外环控制系统设计........343.3.

8、3实验结果........353.4三相相序识别与调整........373.4.1基于dq变換的三相软件锁相环........373.4.2三相交流电网相序自适应调整........373.4.3实验结果........393.5多功能复用变流器........403.5.1风光互补思想........403.5.2多功能复用控制策略........413.5.3仿真结果......