微电网中双向变流器的分析

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1、能好、成本低等优势，可更迅速的进行两种工作模式的切换，使得微电网更适合普通用户使用。1.2直流微电网及交流微电网的结构和优势所谓微电网是系指由多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组建而成的小型发配电网络，并通过静态开关关联至常规电网，它是相对传统大电网来说的提出的一[9]个新概念。美国能源部给出的微电网定义为：微电网由分布式电源和电力负荷构成，可并网和独立运行，具有高可靠性和高稳定性。微电网相对于大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全方面的需求。当微电网与主网因为故障突然切出时，微电网还能够维持对自身内部的电能供应，直到故障排除。微电网能够达到实现自我控制

2、、保护和管理的目的，一般由分布式电源、储能单元、能量转换单元、负载和监控单元、保护单元汇集而成，既可以链接大电网并网运行，也可[10][11]在大电网出现故障问题时及时切出，独立孤岛运行，保证用户用电安全。一般微电网结构如图1.1所示。图1.1微电网结构示意图近年来，以可再生能源为主的分布式发电技术凭借其投资节省、发电方式灵活、与环境兼容等优点而得到了快速发展，主要包括太阳能光伏发电和风力发电，还包括燃料电池发电、微型燃气轮机发电、生物质能发电、小型水力发电等。分布式发电尽管优点突出，但其接入电网所引起的众多问题往往限制了其广泛应用。为协调大电网和分布式电源的矛盾，充分挖掘分布式发电为电网

3、和用户带来的价值与效益，微电网的概念应运而生。作为“网中网”，微电网既可以并网运行，也可以在主网发生故障或其他情况下与主网断开而孤岛独立运行。微电网技术就成为了成为解决可再生能源电力与大电网之间的矛盾比较合适2万方数据的手段。而事实上微电网也可以成为智能大电网的一个组成部分，可以在智能大电网终端用户侧的稳定运行中扮演重要角色。微电网是一种独立性很强的分布式电源网络,该网络由光伏发电、风力发电、小水力发电、生物质能发电、化石燃料发电、燃料电池、蓄电池组等任意组合起来，再加入计量和控制装置，自成系统，独立于大电网或间歇与大电网连接，不需要长距离电缆和高空铁塔等大型设备，投资省，规模可大可小，也

4、解决了远距离[12]运输巨型设备的成本问题，尤其可以解决大型发电设备运往岛屿和山区的困难。而且微电网具有自我调控的能力，因此能将可再生能源发电对大电网的干扰程度降至最低，还能改善小规模可再生能源发电（家庭光伏发电系统等）发电，存储等各级能量转换的效率。微电网同时还是某些无法实施大型火力或核能发电的小国、岛国和穷困地区解决日常用电问题的优先选择方案。时至今日，微电网已成为一些发达国家解决电力系统诸多问题的一个重要辅助手段，它以更具弹性的方式协调分布式电源，使其充分发挥分布式发电的作用。而光伏发电系统[13]在与微电网相结合后，将成为电力系统的可靠补充，为电网运行发挥更大的作用。为了研究微电网

5、母线电压的调控方法和各组件间的关系及响应特性，作者建立了一个实验微电网，希望通过该微电网的实机运行，寻找比较实用的微电网运行控制方法和比较合理的微电网构成，以便推广应用。1.3国内外研究现状及发展趋势欧洲，日本等发达国家微电网理论研究的完成，很多地区初步建立了微电网的模型和仿真分析工具，解决了微电网的运行、保护等基础问题。伴随微电网的发展，双向变换器的重要作用也日益凸显，越来越多的机构开始关注双向变换器的研究，2004年南京航空航天大学张方华博士提出了许多新型的适合于双向变换应用场合的应用电路，研究其控制[14]模型,通过双向控制模型的分析，采用PID补偿环节的单电压闭环实现了系统闭环稳定

6、。同时双向同步直流变换器的研究是近年来开关电源技术研究的一个热点。2006年梁永春博士深入分析了由双向反激式直流变换器并联输入串联输出构成的反激逆变器，提出同步整流的控制方案，极大地简化了高频链逆变器的控制，使得整流二极管的导通损耗大幅度降低，整机的效率提高达到了85.8%。合肥工业大学研制成功的双向交直流变换器控制系统采用DSP芯片控制，使用三菱IPM作为功率回路，并采用电流控制型PWM有源逆变技术，克服了晶闸管有源逆变的诸多不足，可靠性高，保护功能全，且具有电网侧高功率[15]因数正弦波电流、无谐波污染供电等特点。目前国外储能型双向变换器主要生产厂家主要有法国Converteam、德国

7、ABB、西门子以及美国艾默生公司，国内的合肥阳光及英威腾、KINCO等厂家也有生产。双向变换器在山东、江苏、广东等国内各地的相应示范项目中也有应用，如南方电网电力设计院的双向变流器储能项目，南方电网500KW的储能示范项目，中船重工蓄电池3万方数据产线老化储能系统，中远大型滚装船150KW的微网系统以及大型发电机组老化馈电系统[16]（油电馈网）等。当前国内市场存在的问题主要表现在以下四个方面：首先，项目规模比较小、应用