微电网平滑切换控制及孤岛检测方法研究

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1、国内图书分类号：TM727国际图书分类号：621．3西南交通大学研究生学位论文密级：公开年姓专二O一四年五月ClassifiedIndex：TM727U．D．C：621．3SouthwestJiaotongUniversity一，MasterDegreeThesisRESEARCHONCONTROLSTRATEGYOFTHESMOOTHSWITCHINGANDISLANDINGDETECTIONINMICRO．GIUDGrade：2011Candidate：GaoPengAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：Po

2、werSystemandItsAutomationSupervisor：Prof．TanYongdongMay，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．不保密匹使用本授权书。(请在以上方框内打‘‘、／’’)指导老师签名：遏瑚，日期：W鸭．1＼

3、nUHⅣU憾争气：、弋名●签匕＼、者皿卜作圳文1论；位期学日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)研究了光伏电源及蓄电池的数学模型和逆变并网控制原理，搭建了光伏电源的逆变并网控制和蓄电池的充放电控制仿真模型，实现了光伏发电单元的最大功率跟踪和蓄电池的恒电压充放电控制。引入比例谐振控制器代替传统的比例积分控制器，省去了旋转坐标变换和解耦控制，进而提高了系统消除稳态误差及抗电网电压干扰能力。通过传递函数分析，验证了抗电网电压干扰能力并设计了控制参数，通过搭建的模型进行了仿真验证。(2)搭建了含光伏电源和蓄电池

4、的微电网模型，采用主从控制进行微电网平滑切换仿真，引入状态跟随器减小了切换过程中出现的由于相位、频率差异引起的暂态振荡。通过仿真对切控制器和切负荷的先后顺序进行了研究，针对主控单元容量有限的情况，进行了切负荷研究，分析了3区域切负荷控制策略，仿真结果表明有效减小了切负荷带来的暂态振荡。(3)研究了主被动孤岛检测方法的原理，在无功．频率正反馈扰动孤岛检测算法的基础上，改进有功．电压正反馈扰动孤岛检测算法。分析并比较了无功．频率、有功．电压孤岛检测控制算法的原理和参数设计。在不影响逆交器输出电能质量的基础上，研究表明有功．电压孤岛检测控制算法检测速度快、没有检测

5、盲区。通过仿真对比验证无功．频率、有功．电压孤岛检测算法的可靠性和快速性。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已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，均已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．蔼鹏日期：加l啦哆．11西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要微电网是实现新能源利用的有效途径，微电网运行控制研究对提高新能源的利用率，增强微电网的灵活性和稳定性有着重要意义。微电网平滑切换控制

6、和孤岛检测方法是微电网控制技术的重要组成部分，本文以含光储能系统的微电网为研究对象，对微电网的平滑切换控制策略和孤岛检测方法进行研究。首先，分析了光伏电源和蓄电池的控制方法和数学模型，利用MATLAB／Simulink搭建了光伏电源控制模型和蓄电池充放电控制电路模型，实现了光伏电源的最大功率跟踪和蓄电池的恒电压充放电控制。其次，在分析微电网的运行控制方式及控制策略的基础上，研究了逆变器的控制电路和数学模型。将比例谐振控制器引入到电流内环控制中，使控制更简单、抗电网电压干扰能力更强，消除了坐标变换和功率解耦控制。然后，利用含光储能系统的微电网对微电网平滑切换控

7、制进行研究，引入状态跟随器有效改善了控制切换过程。对切换控制器和切负荷的先后顺序进行了仿真研究，将3区域切负荷控制策略引入到含光储能系统的微电网，仿真结果表明该控制策略可有效降低切负荷带来的暂态振荡。最后，在分析孤岛检测原理的基础上，改进了有功．电压孤岛检测算法，设置逆变器输出有功功率为公共耦合点处电压与电网额定电压差值的正反馈函数。并与无功．频率孤岛检测算法进行了对比研究，对检测原理进行了分析并设计了反馈参数，最后进行了仿真验证。理论分析和仿真验证表明，采用比例谐振电流内环控制器的光伏电源具有较强的抗电网电压干扰能力；状态跟随器和3区域切负荷控制可以有效降

8、低微电网切换过程的暂态振荡；改进的有功．电压正反馈扰