微网小信号稳定性与灵敏度分析

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1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本入在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：乏哟签字日期：沙心年另月IDEl学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解云洼王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权云洼王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影

2、印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：素镰§导师签名：签字日期：洲哞弓月IoR签字日期；沙{∑年另月＼～El万方数据学位论文的主要创新点一、通过对逆变型微网中逆变器接口的分布式电源、滤波环节、等效线路等的惯性时间常数和系统特征值分析，提出了不同电压等级微网可采用不同状态空间方程进行微网小信号稳定性分析。二、研究了含同步发电机和逆变器接口的分布式电源采用下垂控制时独立运行微网的小信号稳定性。建立了系统的小信号状态

3、空间模型，主要包括：同步发电机及其控制器的小信号模型、逆变器及其控制器的小信号模型、电网络及负荷小信号模型。三、利用含同步发电机接口和逆变器接口微网小信号模型计算了发电机转子机械惯性时间常数、逆变器侧低通滤波器滤波时间常数、下垂增益、线路阻抗、负荷功率变化时系统的特征值，得到了主特征值随参数变化的根轨迹。万方数据摘要与大电网相比，影响微网稳定性的主要因素有：微网安装容量小，频率和电压不易控制；含多类分布式电源，其中光伏和风力发电具备间歇性，导致输出功率波动；大量电力电子装置的使用降低了系统惯性；微网内负荷的随机波动也会影响系统电压

4、和频率的稳定性。微网的稳定性分为小信号稳定性和暂态稳定性。本文主要工作如下：1、首先通过对逆变型微网中逆变器接口的分布式电源、滤波环节、等效线路等的惯性时间常数和系统特征值分析，提出了不同电压等级微网可采用不同状态空间方程进行微网小信号稳定性分析。对400V母线的逆变型微网，其电网络方程应采用稳态方程；对10kV母线及以上电压等级的逆变型微网，其电网络方程应采用微分方程。系统特征值分析和时域仿真证明了该结论正确性。2、研究了含同步发电机和逆变器接口的分布式电源采用下垂控制时独立运行微网的小信号稳定性。建立了系统的小信号状态空间模型

5、，主要包括：同步发电机及其控制器的小信号模型、逆变器及其控制器的小信号模型、电网络及负荷小信号模型。计算了发电机转子机械惯性时间常数、逆变器侧低通滤波器滤波时间常数、下垂增益、线路阻抗、负荷功率变化时系统的特征值，得到了主特征值随参数变化的根轨迹。通过特征值、根轨迹和PSCAD时域仿真，分析了微网的稳定性并给出了保持微网稳定运行时主要参数的变化范围。计算了不同状态变量对特征值的参与因子和特征值对系统参数的灵敏度。稳定性分析结果表明：当所有分布式电源采用下垂控制时引入同步发电机接口的分布式电源，系统频率小信号稳定性大大增强：增加发电

6、机转子机械惯性时间常数可增强系统稳定性；选取适当的逆变器侧低通滤波器滤波时间常数有助于改善系统稳定性。关键词：微网；分布式电源；同步发电机；下垂控制；小信号稳定性；灵敏度万方数据AbstractComparedwiththepowergrid，themainfactorsaffectingthestabilityofthemicrogridareinthefllowing．Thesmallinstalledcapacityofmicrogridcancausethe行equencyandvoltagetobenoteasilyco

7、ntrolled；amicrogridcontainsvariousdistributedsourcesspeciallywithintermittentphotovoltaicandwindpowergenerationresultinthefluctuatanceofoutputpower；thesysteminertiaissmallusingalargenumberofpowerelectronicdevices；thecutinorcutoffoflocalloadsmayresultinmicrogridinstabi

8、lityofthe仔equencyandvoltage．Themicrogridstabilityincludessmall-signalstabilityandtransientstability．TheworksindetailareaSfol