資源描述：
《使用電壓_相角下垂控制的微電網(wǎng)控制策略設(shè)計_郜登科.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第３６卷第５期Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．５２０１２年３月１０日Ｍａｒ．１０，２０１２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１０２６．２０１２．０５．００６使用電壓—相角下垂控制的微電網(wǎng)控制策略設(shè)計郜登科，姜建國，張宇華（電力傳輸與功率變換控制教育部重點實驗室，上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院，上海市２００２４０）摘要：根據(jù)微電網(wǎng)的特點，對微電網(wǎng)２種運行模式采取的不同控制策略進行設(shè)計。微電網(wǎng)孤島運行時，分布式發(fā)電單元采用電壓源逆變器控制，使用電壓—相角下垂控制實現(xiàn)按預(yù)定比例分配負荷功率，該下垂控制較電壓—頻率下垂控制可以提供更好的頻率支撐。微電網(wǎng)并
2、網(wǎng)運行時，分布式發(fā)電單元采用ＰＱ控制，按照功率設(shè)定值輸出功率。通過設(shè)計對應(yīng)電壓—相角下垂控制的同步控制器實現(xiàn)了微電網(wǎng)運行模式的無縫轉(zhuǎn)換。利用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ對微電網(wǎng)運行模式轉(zhuǎn)換和微電網(wǎng)孤島運行時使用的２種下垂控制進行對比仿真分析，驗證了電壓—相角下垂控制策略的可行性和有效性。關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)；分布式發(fā)電；孤島運行；并網(wǎng)運行；下垂控制；電壓源逆變器控制；ＰＱ控制［６－８］０引言電網(wǎng)的正常運行。本文主要考慮由這類ＤＧ單元組成的微電網(wǎng)控制策略。微電網(wǎng)將微電源、負荷和電力電子裝置等整合在ＶＳＩ控制中通常使用電壓—頻率下垂控制產(chǎn)成一個獨立可控的小型
3、發(fā)電系統(tǒng)，在充分發(fā)揮分布［９－１１］生參考電壓，該方法又稱為Ｖ／ｆ控制。如果用式發(fā)電（ＤＧ）優(yōu)勢的同時又能克服其給配電網(wǎng)帶來電壓—相角下垂控制取代電壓—頻率下垂控制，可以的不利影響，利于新能源和可再生能源發(fā)電的大規(guī)使微電網(wǎng)孤島運行時擁有更好的運行頻率，因而為［１－３］模應(yīng)用，成為近年來的研究熱點。微電源主要包文獻［１２－１５］所采用。但是文獻［１２－１３］只考慮了微括光伏電池、燃料電池、微型燃氣輪機和風(fēng)力發(fā)電機電網(wǎng)孤島運行的情況，沒有研究微電網(wǎng)并網(wǎng)運行及等分布式電源，以及蓄電池、超級電容器和飛輪等儲微電網(wǎng)運行模式的轉(zhuǎn)換；文獻［１４］在微電網(wǎng)運行模能裝
4、置。微電網(wǎng)既可以并網(wǎng)運行，也可以孤島運行，式轉(zhuǎn)換時沒有采用同步控制器，因此存在較大沖擊［４－５］還可以在２種運行模式之間進行無縫轉(zhuǎn)換。電流的可能，無法實現(xiàn)無縫轉(zhuǎn)換；文獻［１５］只研究了微電源通過直流變換器或整流器產(chǎn)生直流電分布式電源運行模式的轉(zhuǎn)換，而非微電網(wǎng)運行模式后，再通過逆變器產(chǎn)生交流電，從而形成一個接入微的轉(zhuǎn)換。電網(wǎng)的ＤＧ單元。對于其中的逆變器一般采用ＰＱ本文對微電網(wǎng)的２種運行模式采取不同的控制控制或電壓源逆變器（ＶＳＩ）控制，這２種控制方法策略。微電網(wǎng)孤島運行時，ＤＧ單元采用ＶＳＩ控制，只需逆變器的當(dāng)?shù)匦畔⒓纯蓪崿F(xiàn)。采用ＰＱ控制的使用電壓—相
5、角下垂控制產(chǎn)生參考電壓，為微電網(wǎng)逆變器可以等效成電流源，其輸出功率由功率設(shè)定提供電壓和頻率支撐。微電網(wǎng)并網(wǎng)運行時，ＤＧ單值決定，不受微電網(wǎng)內(nèi)部功率變化的影響，適用于所元采用ＰＱ控制，輸出指定功率。同時，設(shè)計了適用有的分布式電源。采用ＶＳＩ控制的逆變器可以等于微電網(wǎng)同步運行過程的同步控制器，以實現(xiàn)微電效成電壓源，其輸出功率隨微電網(wǎng)內(nèi)部功率的變化網(wǎng)運行模式的無縫轉(zhuǎn)換。通過比較微電網(wǎng)孤島運行而改變，起到調(diào)節(jié)功率的作用，適用于配備有儲能裝時使用的２種下垂控制的差異，體現(xiàn)了使用電壓—置的分布式電源。微電網(wǎng)并網(wǎng)運行時，可由配電網(wǎng)相角下垂控制的優(yōu)勢。為其提供電壓和
6、頻率支撐；孤島運行時，由于微電網(wǎng)已經(jīng)與配電網(wǎng)解列，必需有一定數(shù)量的采用ＶＳＩ控１微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)制的ＤＧ單元為其提供電壓和頻率支撐，以保證微本文研究的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖１所示。該微電網(wǎng)收稿日期：２０１１－０５－１２；修回日期：２０１１－０９－０７。將３個分散的ＤＧ單元和１個負荷通過線路和開關(guān)國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（“九七三”計劃）資助項目并聯(lián)于母線１，在公共連接點（ＰＣＣ）通過開關(guān)Ｋ５和（２００９ＣＢ２１９７０６）。升壓變壓器連接到１０ｋＶ配電網(wǎng)?！玻埂玻埃保玻常叮ǎ担┯蓤D３可以看出，ＰＱ控制器主要由功率計算、鎖相環(huán)、電流環(huán)控制和坐標(biāo)變換組成，對ｕｏ利
7、用鎖相環(huán)技術(shù)得到ω和θ。電流環(huán)控制器結(jié)構(gòu)如圖４所示。圖１微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)Ｆｉｇ．１Ｍｉｃｒｏｇｒｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ２控制器設(shè)計圖４電流環(huán)控制器結(jié)構(gòu)Ｆｉｇ．４ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｕｒｒｅｎｔｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＤＧ單元結(jié)構(gòu)如圖２所示。圖４中：ｕｏｄ和ｕｏｑ分別為ｕｏ的ｄ軸和ｑ軸分量；分別為ｉ的ｄ軸和ｑ軸分量；ｉ＊和ｉ＊分別ｉＬｄ和ｉＬｑＬＬｄＬｑ為電感電流參考值的ｄ軸和ｑ軸分量；ｕ＊和ｕ＊分ｄｑ別為逆變橋調(diào)制電壓信號的ｄ軸和ｑ軸分量。由圖４可以看出，通過對Ｐ＊和Ｑ＊進行解耦得到電感ｏｏ電流參考值，其與電感電流實際值的差值經(jīng)過前饋解耦和電流環(huán)比
8、例—積分控制器之后，產(chǎn)生調(diào)制［１７－１８］信號。圖２ＤＧ單元結(jié)構(gòu)Ｆｉｇ．２ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＤＧｕｎｉｔ
