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1、第33卷第6期Vol.33No.62009年3月25日Mar.25,2009含多微型电源的微网小信号稳定性分析肖朝霞,王成山,王守相(天津大学电力系统仿真控制教育部重点实验室,天津市300072)摘要:研究了微网中采用P2f和Q2V下垂控制的多个微型电源同时参与系统频率调节时的微网小信号频率稳定性问题。在考虑控制器单元、功率测量单元以及整个电路网络动态特性的基础上建立了微网的小信号状态空间模型。利用该模型求取了微网在不同稳态工作点的系统特征值,利用系统特征值分析方法和时域仿真方法分析了负荷阻抗变化、等效线路阻抗变化和下垂控制器的下垂增益变化过程中微网的小信
2、号频率稳定性问题。关键词:分布式发电;微网;微型电源;下垂控制;频率稳定中图分类号:TM712;TM727.2;TM610引言调整该电压源逆变器输出的频率和电压幅值,因此在系统负荷功率需求变化时,多个采用此控制方法近几年,分布式发电获得了越来越多的重视与[122]的微型电源将同时参与系统频率的调节。由于微型应用。其中以分散的小容量分布式发电系统、储电源位置的分散性使系统功率变化同时参与频率调能系统(均简称微型电源)和负荷等组成的微网,更[326]节的多个微型电源的频率动态变化不同,多个微型是成为国内外的研究热点。电源的接口逆变器采用此控制方法后微网频率如何
3、微网中微型电源的接口特性与传统同步发电机稳定是需要深入研究的问题。文献[13]采用单机无的接口特性完全不同,如何控制微网中多个微型电穷大模型研究了微网中多个微型电源采用下垂控制源的接口逆变器成为研究的重点。微网中微型电源时下垂增益如何选择能保证微网稳定的问题,但它接口逆变器的控制可采用P2f和Q2V下垂控制方没有考虑到微网中微型电源的分散性以及不同微型法。这种控制方法模拟了传统发电机的控制特性,电源输出功率不同等特点,并且微网中微型电源输对微网中的微型电源输出的有功功率和无功功率分出功率一般较小,能否采用电机无穷大模型需要进别进行控制。由于该控制方法的实施
4、只需要微型电一步深入研究。文献[14]利用小信号模型研究了微源本身的信息,而无需微型电源之间的通信联系,可[729]网的小扰动稳定性问题,指出大的下垂增益将导致以降低控制系统成本和增加控制的可靠性。该系统不稳定,但是没有讨论不同微型电源下垂增益方法最早被应用于不间断电源(UPS)系统中的并行接口逆变器控制[10212]。但当该方法应用于微网中多不同且系统参数变化时系统的频率稳定问题。本文给出了微网中多个微型电源采用下垂控制个微型电源的接口逆变器控制时,由于其微型电源时下垂增益的选择方法,并在正确选择下垂增益的位置具有一定的分散性,不同微型电源的额定功率基础
5、上,建立了包括控制器、功率测量单元和电路网一般不同,因此如何选择下垂控制的下垂增益控制络动态的微网小信号状态空间模型。解决微网中多个微型电源的并联是需要解决的问题。1微型电源下垂增益求取方法由于微网孤岛运行时需要维持自身的电压和频微网示意图见图1。微网中的微型电源1、微型率,所以一般微网中微型电源采用电压源逆变器作为接口。而P2f和Q2V下垂控制的实施一般是通电源2和微型电源3都通过逆变器与系统相连,微过测量电压源逆变器输出的有功功率和无功功率来型电源1和微型电源2接口逆变器采用P2f和Q2V下垂控制,微型电源3接口逆变器采用PQ控制。收稿日期:20082
6、07214;修回日期:2008212203。由于本文研究微网中多个采用下垂控制的微型电源国家自然科学基金资助项目(50625722);教育部科学技术研同时参与系统频率调节时微网的频率稳定性问题,究重大项目资助(306004);高等学校博士学科点专项科研基当微网联网运行时,系统频率由电网来稳定,所以只金资助项目(07D0001)。研究孤岛运行时的情况。进一步在微网孤网运行)81)2009,33(6)时,PQ控制的微型电源不参与系统频率调节,所以为了确保空载时无环流产生,要求图4所示不本文将重点研究微网孤网独立运行条件下采用P2f同微型电源下垂特性曲线的空载频
7、率和空载电压幅控制的微型电源间的相互影响问题。此时,可用图值相同,以保证当微网空载运行时,不同微型电源之2所示的2个受控电压源同时给RL负荷供电的简间将不会产生环流。化电路模型来等效研究图1所示微网。图2中每一个受控电压源采用P2f和Q2V下垂控制,受控电压源间的阻抗为等效线路阻抗,即将接口逆变器的端口滤波器和升压变压器以及线路阻抗进行等效后的阻抗。图42个微型电源的下垂特性设计Fig.4DesignofP2f&Q2Vdroopcharacteristicoftwomicrosources假设在工频fn=50Hz下,微型电源1输出的有功功率为Pref1,微
8、型电源2输出的有功功率为Pref2,其空载输出电压均为V0。相应下
