微電網(wǎng)控制策略研究論文

《微電網(wǎng)控制策略研究論文》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、微電網(wǎng)控制策略研究1.分布式電源及其等效模型1.1分布式電源的定義國際上關(guān)于分布式發(fā)電的定義較多，沒有形成對(duì)分布式發(fā)電的統(tǒng)一定義，不僅不同國家和組織，甚至是同一國家的不同地區(qū)對(duì)分布式發(fā)電的理解和定義都不盡相同，以下是幾種比較有代表性的：（1）國際能源署對(duì)分布式發(fā)電的定義為：服務(wù)于當(dāng)?shù)赜脩艋虍?dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的發(fā)電站，包括內(nèi)燃機(jī)、小型或微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池和光伏發(fā)電技術(shù)，以及能夠進(jìn)行能量控制及需求側(cè)管理的能源綜合利用系統(tǒng)；（2）美國《公共事業(yè)管理政策法》對(duì)分布式發(fā)電的定義為：小規(guī)模、分散布置在用戶附近，可獨(dú)立運(yùn)行、也可以聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng)；（3）丹麥對(duì)分布式發(fā)電的定義為

2、：靠近用戶，不連接到高壓輸電網(wǎng)，裝機(jī)規(guī)模小于10MW的能源系統(tǒng)；（4）德國對(duì)分布式發(fā)電的定義為：位于用戶附近，接入中低壓配電網(wǎng)的電源。接入電壓等級(jí)限制為20kV，主要包括光伏、風(fēng)電和小水電；（5）法國對(duì)分布式發(fā)電的定義為：接入低壓配電網(wǎng)，直接向用戶供電的電源。接入電壓等級(jí)限制為20kV，容量限制為10MW，主要是熱電聯(lián)產(chǎn)、小水電和柴油機(jī)。綜合以上幾種定義的共同點(diǎn)，可以認(rèn)為分布式電源指的是以新能源發(fā)電為主，容量較小且靠近負(fù)荷中心的發(fā)電設(shè)備，如小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏電池等。目前，微電網(wǎng)示范工程中的分布式電源主要包括柴油機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、小型水力發(fā)電機(jī)、小型風(fēng)機(jī)、燃料

3、電池和光伏電池，此外，還有少數(shù)的生物柴油機(jī)、液流電池、超級(jí)電容、飛輪儲(chǔ)能等。1.2分布式電源的并網(wǎng)方式雖然各種分布式電源都可以接入微電網(wǎng)為負(fù)荷供電，但由于它們自身的一下特點(diǎn)和微電網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量及供電可靠性的要求，各類分布式電源的并網(wǎng)方式不盡相同。小型水力發(fā)電機(jī)、鼠籠型異步風(fēng)機(jī)和柴油機(jī)等小型常規(guī)發(fā)電機(jī)輸出穩(wěn)定，可直接并網(wǎng)。光伏電池、燃料電池和直流風(fēng)機(jī)等直流分布式電源輸出直流電，通常需要經(jīng)逆變器接入交流微電網(wǎng)，這種并網(wǎng)方式稱為直—交式并網(wǎng)。微型燃?xì)廨啓C(jī)和同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出幅值頻率變化的交流電電氣量,需要整流逆變后才能并網(wǎng)，這種并網(wǎng)方式稱為交—直—交并網(wǎng)，對(duì)應(yīng)的分布式

4、電源統(tǒng)稱交直1交分布式電源。為了保證分布式電源的靈活性和可靠性，在微電網(wǎng)設(shè)計(jì)中主要采用經(jīng)逆變器接入的分布式電源，包括直流分布式電源和交直交分布式電源。另外，微電網(wǎng)設(shè)計(jì)中還加入了大量的儲(chǔ)能裝置，如蓄電池、超級(jí)電容和液流電池等，它們也需要經(jīng)過雙向逆變器與微電網(wǎng)連接。本文把直流分布式電源和交直交分布式電源統(tǒng)稱為逆變型分布式電源(InverterBasicDistributedGeneration,下文簡(jiǎn)稱IBDG),并對(duì)其進(jìn)行建模。1.1分布式電源建模無論直流分布式電源，還是交直交分布式電源,為了使逆變器輸入端電壓滿足要求（電壓等級(jí)和電壓穩(wěn)定性要求），逆變器前端通常

5、需要加入DC-DC變換器，因此逆變器前端可以看做直流穩(wěn)壓電源，IBDG也就可以看做直流穩(wěn)壓電源和逆變器的串聯(lián)模型，如圖1所示。IBDG等效模型中的PWM逆變器為電壓型逆變器，下文對(duì)逆變器的分析均針對(duì)電壓型逆變器。圖1IBDG等效模型圖1.逆變器常用的控制方法根據(jù)上文，IBDG由直流環(huán)節(jié)經(jīng)電壓型逆變器并網(wǎng)，逆變器輸出端的電壓電流頻率由逆變器的控制策略決定，電壓的幅值由逆變器輸入端直流電壓和逆變器控制策略共同決定。因此，逆變器的控制策略在整個(gè)微電網(wǎng)控制中就顯得尤為重要。常用的控制方法有PQ控制，VF控制和下垂控制。2.1PQ控制PQ控制指的是逆變器輸出的有功功率P

6、和無功功率Q23的大小可控，均可以根據(jù)設(shè)定值輸出。圖2PQ雙環(huán)控制框圖PQ雙環(huán)控制框圖如圖2所示。在逆變器與電網(wǎng)連接線上測(cè)量電流和電壓，并對(duì)測(cè)定得值進(jìn)行dq變換，dq變換得到電壓的d軸分量ud和q軸分量uq，電流的d軸分量id和q軸分量iq。瞬時(shí)功率模塊根據(jù)基于dq變換的瞬時(shí)功率計(jì)算方法計(jì)算時(shí)候逆變器輸出的有功功率P和無功功率Q，并將所得結(jié)果P和Q輸出。功率外環(huán)控制模塊根據(jù)有功功率的設(shè)定值Pref和無功功率的設(shè)定值Qref以及逆變器輸出的實(shí)時(shí)有功功率P和無功功率Q生成電流直軸分量參考值id_ref和交軸分量參考值iq_ref并輸出。電流內(nèi)環(huán)控制模塊根據(jù)id_

7、ref，iq_ref，id和iq，生成脈寬調(diào)制系數(shù)d軸分量Pmd和q軸分量Pmq。逆變驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成模塊根據(jù)Pmd和Pmq生成逆變器驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)逆變器工作，使逆變器輸出功率與設(shè)定值接近，從而實(shí)現(xiàn)了逆變器的PQ控制。圖3PQ外環(huán)控制框圖PQ雙環(huán)控制包括PQ外環(huán)控制和電流內(nèi)環(huán)控制。PQ外環(huán)控制框圖如23圖3所示，逆變器輸出的實(shí)時(shí)有功功率P與參考值Pref作比較得到差值ΔP，實(shí)時(shí)有功功率Q與參考值Qref作比較得到差值ΔQ,對(duì)ΔP和ΔQ分別進(jìn)行PI控制輸出電流直軸分量參考值idref和交軸分量參考值iqref。本文中，考慮到實(shí)際中逆變器均有限流環(huán)節(jié)，所以對(duì)參考電流進(jìn)行

8、了限幅控制。限幅控制通過中的dq分量限