微电网并/离网模式切换策略研究

作     者：霍浩然 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：窦春霞

授予年度：2017年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：微电网 Multi-Agent理论 模式切换 逆变器控制策略 电压和频率稳定性 

摘      要：随着分布式发电技术的日益发展,分布式电源接入传统电网所带来的冲击将随之增加。将分布式电源组装起来与本地负荷组成微电网则成为一种有效决解方案,因此提高用户的供电可靠性是微电网的意义所在。但是用户对微电网的需求并不局限于此,随着微电网技术的发展满足更多的用户需求成为必然趋势。另一方面,分布式电源大多需要采用电力电子接口连接微电网,既能增加了分布式电源接口的灵活性,又增加了微电网维持可靠运行,频率和电压稳定等的难度。微电网控制则充分发挥了分布式电源的灵活性,并实现不同用户需求功能。本文针对微电网在外界干扰情况下的电压稳定性和模式切换过程的电压和频率稳定性问题进行研究并设计有效性的控制策略来保障微电网的安全稳定运行。首先,微电网不同容量逆变器按照比例精确分配符合有功功率和无功功率的条件是等效输出阻抗与容量成反比,但在实际中由于参数的摄动,谐波注入和采集误差很难精确设计输出阻抗。本文通过重新设计输出阻抗使得功率分配不受输出阻抗的变化影响。为保证微电网在外界干扰情况下的电压稳定性,设计了基于Multi-Agent的微电网分散协调控制策略。Multi-Agent分为上下两层:在下层设计分散控制器,上层设计协调控制器并构建电压稳定性评估指标来判定是否启动协调控制器。微电网在小干扰时,分散控制器来有效补偿电压波动;在大干扰时,启动协调控制器与分散控制器共同抑制干扰,确保系统电压稳定。其次,针对微电网逆变器在并网切换时电流冲击大,在离网切换时直流侧点压波动等问题,提出一种双模式平滑切换控制方法。为防止逆变器在并网切换和稳态控制中相位误差造成的能量倒灌现象,提出相位超前控制方法,并引入到下垂控制器中,给出频率的调节方法。切换控制抑制逆变器输出电流,并网电流的瞬时冲击,实现并网平滑切换。微电网离网切换时,引入单环电流反馈控制加快电流释放,避免电流瞬时不平衡引起的逆变器直流侧电压波动。最后,根据仿真对控制策略进行验证,说明其有效性和合理性。