基于阻抗理论的微电网稳定性分析研究

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1、分类号TM714密级公开单位代号10256学号15103086硕士学位论文DissertationforMaster’sDegree基于阻抗理论的微电网稳定性分析研究学位申请人：刘郁权指导教师：杨帆学科专业：电气工程电力电子及电力传动学位类别：工学硕士所属院系：电气工程学院2018年3月分类号TM714密级公开单位代号10256学号15103086上海电力学院硕士学位论文基于阻抗理论的微电网稳定性分析研究学位申请人：刘郁权指导教师：杨帆学科专业：电气工程电力电子及电力传动学位类别：工学硕士论文定稿日期：

2、2018年3月摘要基于阻抗理论的微电网稳定性分析研究摘要随着传统化石能源的日渐枯竭，分布式发电的微电网技术得到了广泛的应用，直流微电网由于具有控制简单、功率变换环节少、系统高效等优点，已成为学者们研究的热点。直流微电网由分布式微源、储能、负荷、并网逆变器组成，由于各设备的工作原理与工作特性的不同，通常需要通过各类电力电子变流器变流之后再互联。而大量互联的电力电子变流器的接入，又会引起微电网变流器子系统之间的交互作用及相互影响，对系统的稳定性造成较大威胁。本课题应用阻抗理论，对直流微电网的系统级稳定性问题

3、展开研究与分析。本文主要由以下三部分构成：1)解决恒功率负荷（ConstantPowerLoad，CPL）的负阻尼问题；直流微电网中的各子模块之间最基本的连接方式是级联，恒功率类负荷的负阻尼作用是造成级联系统不稳定的最主要原因。针对此类问题，利用有源阻尼的思想，提出基于虚拟阻抗的改进控制算法。通过引入额外的电容电流反馈控制回路，改变源级变流器的闭环输出阻抗，从而使级联系统的阻抗比重新满足Middlebrook判据，提高级联系统的稳定性；利用仿真验证该算法控制效果。2)研究并联型微电网阻抗稳定性判据准则；

4、现有的阻抗理论不适合直接应用在微电网的稳定性研究当中，因为微电网并不简单的由级联系统构成。因此，研究适用范围更广的并联型微电网阻抗稳定性准则。将影响微电网稳定性的因素分为电压扰动与电流扰动，针对电流型扰动，通过奈奎斯特判据推导出并联系统新型阻抗判定准则，将其与传统阻抗比法进行比较分析，并进行频域与仿真验证本判据准则的有效性。3)并网逆变器作为直流微电网重要组成部分，其稳定性能的好坏同样值得关注；研究可应用于弱电网环境下的并网逆变器的电压型算法，建立基于虚拟同步发电机控制的逆变器模型。发现电压型算法会放大

5、弱电网背景谐波以及本地非线性负荷对逆变器输出电流造成的不利影响。针对此问I上海电力学院硕士学位论文题，提出基于虚拟导纳的选择性谐波补偿策略，利用控制的手段在公共连接点（PointofCommonCoupling，PCC）模拟出单调谐滤波器组，通过降低PCC点的电压畸变来减小并网电流的总谐波失真（totalharmonicdistortion，THD），并完成仿真验证工作。关键词：直流微电网，稳定性，阻抗理论，级联，并网逆变器，谐波IIABSTRACTRESEARCHONSTABILITYANALYSIS

6、OFMICROGRIDBADEDONIMPEDANCETHEORYABSTRACTDistributedgenerationofmicrogridtechnologyhasbeenwidelyusedwiththedepletionoftraditionalfossilfuels.DCmicrogridhasbecomeacentralissueforscholarsduetoitsadvantagesofsimplecontrol,fewerpowerconversionstepsandhighsys

7、temefficiency.DCmicrogridconsistsofdistributedmicrosources,energystorage,loadandgrid-connectedinverters.Devicesareinterconnectedthroughpowerelectronicconvertersduetothedifferentworkingprincipleandcharacteristics.Largenumberofpowerelectronicconverterscanl

8、eadtotheinteractionbetweentheconvertersubsystems,whichisnotconducivetostability.Thissubjectappliestheimpedancetheorytostudythesystem-levelstabilityofDCmicrogrid.Thispaperconsistsofthefollowingthreeparts:1)Cascadeisthemostb