工业光储微电网的虚拟同步控制技术

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1、学校代码：10255学号：2161283工业光储微电网的虚拟同步控制技术VIRTUALSYNCHRONIZATIONCONTROLTECHNOLOGYOFINDUSTRICALMICROGRIDWITHPHOTOVOLTAICANDBATTERY学科专业：电气工程论文作者：陈佳瑜指导老师：李征教授答辩日期：2018年5月23日东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，

2、我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书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，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位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、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日工业光储微电网的虚拟同步控制技术摘要随着分布式光伏、风力系统发电日益广泛的应用，其并网稳定

3、性和电能质量受到越来越多的关注。分布式电源一般通过并网变换器接入配电网，以微电网形式运行，其接口特性对电力系统的安全稳定会产生重要影响。因此改进控制逆变器的接口单元在不断发展，在此基础上学者们提出了虚拟同步发电机（VirtualSynchronousGenerator，VSG）控制技术。VSG控制在下垂特性基础上，引入虚拟惯量和阻尼来实现有功的惯量响应，使其性能与同步发电机更接近。本课题结合工业示范微电网建设中的虚拟同步控制储能系统稳定运行的参数选择、多储能控制单元并联稳定运行、多种应用集成控制中的问题开展了研究，全文主要工作如下：（1）对国内外微电网研究现状及其运行的控制方式进

4、行了综述，并介绍了VSG的产生背景和发展趋势，对其在控制系统的稳定性研究现状和微电网中的应用进行了阐述。（2）构建了光储微电网的总体架构，对储能和光伏系统模型进行了详细的数学推导，在此基础上分析控制策略，并在Simulink平台中搭建仿真模型，验证了VSG的控制特性。（3）对单台VSG控制的储能系统并网运行进行了稳定性分析。提出一种VSG控制下并网变换器阻抗边界的确定方法，得出同时满I足并网变换器的功率控制性能、稳定极限、系统负载允许变化范围和小信号稳定性四个方面的阻抗边界条件。给出了虚拟阻抗的配置方法，使系统获得良好的动态控制性能与稳定性。（4）在单台VSG并网稳定性的基础上，

5、分析两台VSG控制的储能系统并网运行的稳定性，根据等效电路推导系统传递函数表达式，在分析子系统稳定性的基础上，考虑子系统之间的相互影响，利用Gershgoirin圆盘定理对整体系统稳定性进行讨论。（5）对某工厂实际光储柴微电网试验工程项目进行应用设计。验证削峰填谷、并离网切换、柴油机孤岛运行模式、负荷投切及光伏出力变化时的系统响应特性，并进行了储能变流器实地带载和并网实验。关键词：光储微电网，虚拟同步发电机，稳定性，虚拟阻抗，圆盘定理IIVIRTUALSYNCHRONIZATIONCONTROLTECHNOLOGYOFINDUSTRICALMICROGRIDWITHPHOTOVO

6、LTAICANDBATTERYABSTRACTWiththewidespreaduseofdistributedphotovoltaicandwindpowergenerationsystemsforgrid-connectedpowergeneration,theirgrid-connectedstabilityandpowerqualityhavereceivedincreasingattention.Distributedpowersupplyisgenerallyconnectedtothedistributionnetworkthroughagrid-connected

7、converterandoperatesintheformofamicro-grid.Thesafetyandstabilityofthepowersystemwillbegreatlyeffectedbytheinterfacecharacteristicsofthedistributedpowersupply.Therefore,theinterfaceunittoimprovethecontroloftheinverteriscontinuouslydeveloping.B