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微电网综合控制策略的研究

牟晓春  
【摘要】:能源与环境问题已经成为制约社会发展的关键因素,由于可以实现节能和环保的双赢,分布式发电技术已成为电力工业的重要研究方向之一。但是分布式发电也存在着诸多问题,为了解决电力系统与分布式发电间的矛盾,充分发挥分布式发电的潜能,微电网概念应运而生,并很快成为国内外电气工程研究领域的最新前沿课题之一。 本文以电力系统国家重点实验室资助项目“微电网实验室平台建设和运行控制研究”为背景,主要研究了微电网综合控制策略的理论、仿真和实验平台建设,为后续微电网的深入研究奠定了基础。 首先,建立微电网的等效模型,在分析微电源逆变器控制方法和原理的基础上,给出了PQ控制器、V/f控制器、同步并网控制器的设计方法。介绍了SVPWM的产生原理及实现步骤,采用工程整定法确定PI参数,同时设计了LC滤波器和三相电压软件锁相环。搭建了微电网及控制系统的仿真模型,在不同运行工况下验证控制策略的有效性和正确性。 其次,建立风机、光伏以及蓄电池三种具体微电源的模型,采用最大功率跟踪法控制,蓄电池根据需要合理充放电。最后在Simulink软件下,搭建了整个系统的模型,分别在风场口和太阳能阵列出口处配置蓄电池,用于平抑并网功率并在孤岛下担当组网元件,以吸收和补给风、光互补后的功率,仿真结果验证了控制策略的可行性。 最后,搭建了单台微电源逆变器的实验平台,并对系统进行硬件和软件设计。在实验平台上验证了并网模式、孤岛模式、控制算法转变及孤岛下切/增负荷的控制策略的正确性。


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