低压微电网解耦下垂控制策略研究

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1、万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要近年来微电网的发展及应用受到了很多关注，这是因为微电网是清洁无污染、间歇性分布式电源的一种有效组织形式。传统下垂控制作为微电网控制分布式电源的重要方法，适用于感性微电网系统，因其具有不需要通信系统即可实现功率分配的优点而被广泛使用。然而在低压微电网中，线路阻抗为阻性，不满足传统下垂控制的应用条件，且分布式电源的有功功率和无功功率输出具有耦合性，很难实现功率精确分配。本文对低压孤岛微电网环境下的下垂控制微电源输出功率解耦和频率、电压恢复等问题进行研究。首先，分析了微电网下垂控制原理，建立了功率下

2、垂控制器、电压电流双环控制器模型，通过仿真验证了所搭建下垂控制器的有效性。对微电源的功率传输理论、下垂控制分布式电源之间的功率分配方法以及传统下垂控制方法的固有局限进行了分析。然后，在传统下垂控制方法的基础上加入虚拟阻抗环，建立了低压微电网的解耦下垂控制策略。对虚拟阻抗原理进行分析，研究了虚拟阻抗加入前后对系统等效输出阻抗的影响，采用闭环传递函数和根轨迹图对虚拟阻抗参数进行了选取，通过仿真验证了虚拟阻抗能够改变逆变器等效输出阻抗，进而实现低压微电网环境中下垂控制微电源的输出有功功率和无功功率解耦。最后，在将基于虚拟阻抗的下垂控制作为微电网一

3、级控制的基础上，引入微电网分层控制，分别对集中式二级控制和分布式二级控制进行了分析，验证了二级控制接入时间和通信延迟对两者的影响。本文使用基于虚拟阻抗的下垂控制作为一级控制，并在此基础上加入了二级控制，从而建立了低压微电网解耦控制策略。该策略可以在低压微电网线路阻抗呈阻性的情况下实现功率解耦和功率自动分配，并且能很好地恢复频率和电压幅值，这对于孤岛低压微电网维持系统稳定、提高电能质量具有一定的理论意义。关键词：微电网；解耦下垂控制；虚拟阻抗；二级控制；频率、电压恢复万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractRecentl

4、ythedevelopmentandapplicationofmicrogridhasdrewmuchattention，that’Sbecausethemicrogridisoneeffectiveformoftheclean，pollution-freeandintermittentDG(DistributedGeneration)．AsthemostimportantDGcontrolmethodofmicrogrid，thetraditionaldroopcontrolmethodwhichusuallyappliestothein

5、ductivemicrogridhasbeenusedwidelybecauseofitsadvantagethatitCanachievepowerdistributionwithoutcommunicationsystem．However，thelow-voltagemicrogridwherethelineimpedanceisusuallyresistivedoesnotmeetthetraditionaldroopcontrolmethodapplicationrequirement．Thecouplingwilloccurbet

6、weentheDG’Sactivepowerandreactivepowerandthepowerdistributionwillbecomehardtoachieveifweusetraditionaldroopcontrolmethodinalow—volmgemicrogrid．ThethesisstudythedroopcontrolledDG’Spowerdecouplingandtherestorationoffrequencyandvoltageunderthelow-voltageislandedmicrogridenvir

7、onment．Firstofall，thetraditionaldroopcontrolmethodareanalyzed．ThenthepowerdroopcontrollermodelandthevoltageandcurrentdoubleloopcontrollermodelalebuiltandtestedintheMatlab／Simulink．TheDG’Spowertransmissiontheory,theautomaticpowerdistributiontheorybetweendroop-controlledDGan

8、dtheinherentlimitmionofthetraditionaldroopcontrolmethodareanalyzed．Secondly,thelow-voltag