基于逆变器下垂控制的微电网控制系统研究

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1、硕士学位论文MASTER'SDISSERTATION论文题目基于逆变器下垂控制的微电网控制系统研究作者姓名赵旭苗学位类别电气工程指导教师漆汉宏教授2015年5月-I-中图分类号：TM464学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工程硕士学位论文（应用研究型）基于逆变器下垂控制的微电网控制系统研究硕士研究生：赵旭苗导师：漆汉宏教授副导师武鑫高级工程师申请学位：工程硕士工程领域：电气工程所属学院：电气工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinElectricalE

2、ngineeringBASEDONTHEDROOPCONTROLMICROGRIDINVERTERSCONTROLSYSTEMRESEARCHbyZhaoXumiaoSupervisor:ProfessorQiHanhongYanshanUniversityMay,2015-III-燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于逆变器下垂控制的微电网控制系统研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写

3、过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《基于逆变器下垂控制的微电网控制系统研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它

4、复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要随着不可再生能源的逐渐衰竭和生态环境问题的日益突出，世界各国大力发展清洁、可再生能源以缓解能源危机，并且加大对发电技术研究的改进。分布式发电技术成为近些年逐渐受到较多关注的一种发电形式，其既可以独立于大电网直接提供能量，也可以并入大电网与之共同向负载进行供电。但是分布式发电技术也逐渐凸显出其自身的缺点。为了解决电力系统和分布式发电

5、技术之间的矛盾，微电网概念应运而生，成为提高供电电源可靠性、扩大供电系统容量的重要途径，逐渐成为未来智能化和可持续化电力系统的重要选择之一。本文以传统P-f/Q-V下垂控制的微电网为研究对象，分析研究了电压幅值、频率恢复以及功率分配的问题。首先，对并联逆变器功率传输特性、传统下垂控制理论进行了分析。在逆变器孤岛运行模式下，针对电能质量问题和各个逆变器功率分配问题，对逆变器输出电压幅值和频率进行了稳定性分析，以及逆变器的功率均分条件分析。其次，针对传统下垂控制中电压幅值、频率精度降低以及无功功率不能合理分配的问

6、题，本文提出了一种能够实现二次调节的微电网下垂控制改进方案，与传统下垂控制方法相比，改进下垂控制方法采用分布式二次控制，即各个逆变器均通过PI调节器对逆变器输出电压幅值、频率和无功功率进行二次调节，该方法不仅可以实现逆变器输出电压幅值和频率恢复，同时也确保了无功功率的合理分配。本文通过Matlab/Simulink软件进行仿真验证，证实了在微电网系统中，当线路阻抗不同、逆变器容量不同、负载发生扰动等情况下，电压幅值和频率稳态偏差仍能够保持在规定范围内，且无功功率能够合理分配。最后，搭建了基于TMS320F28

7、335DSP仿真器的两台逆变器并联硬件实验平台，针对并联逆变器系统中线路阻抗相同时，逆变器容量相同、逆变器容量不同以及负载发生扰动情况下进行实验研究，验证了该控制方法的理论分析、可行性、有效性以及优越性。关键词：微电网；孤岛运行模式；下垂控制；分布式二次控制AbstractAbstractAsthefailureofnon-renewableenergyandecologicalenvironmentproblemsprominentincreasingly,countriesaroundtheworldar

8、eseekingtodevelopclean,renewableenergytoeaseenergycrisis,andimprovingthepowergenerationtechnology.Inrecentyears,thedistributedpowergenerationtechnologyhasbeenfocusedgradually,itcangenerateenergyindepen