非线性及不平衡负荷的同步定频交流微电网控制策略研究

作     者：李柏君 

作者单位：山东理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：边敦新

授予年度：2021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 GPS 同步定频 不平衡负荷 非线性负荷 

摘      要：不可再生能源的储量逐年递减及其造成的环境污染日趋严重,同时,近些年大电网弊端不断显现。同时,微电网作为大电网结合分布式发电技术向智能电网过渡的重要媒介,是兼顾经济性和环保性的方案,即减少了环境的污染,也提高了可再生能源的利用率和供电可靠性,所以微电网受到广泛关注。微电网中最常见的不平衡负荷及非线性负荷会影响电能质量。本文在平衡负荷、不平衡负荷及非线性负荷下对同步定频微电网的控制策略进行了深入分析。首先,本文首先针对传统微电网的下垂控制存在频率偏移和电压跌落等问题,提出基于GPS的同步定频微电网控制方法。该方法利用GPS的1PPS计算生成dq旋转坐标系的同步相角,使各微网逆变器的控制过程在同一坐标系下进行,进而产生频率固定（50Hz）的输出电压。通过分析微电网功率分配特性,确定了影响功率分配和产生环流的因素。并采用虚拟电阻法减小线路阻抗差异对功率分配的影响。然后,针对不平衡负荷下微网逆变器输出电压存在正负序分量的特点,采用基于DSOGI的同步定频微网分序控制策略来降低输出电压的不平衡度。该控制策略采用基于DSOGI的正负序分离模块对正负序分量的分离,通过正序控制环路和负序控制环路对微网逆变器输出电压进行控制。同时,针对微网逆变器之间的线路阻抗不等的问题,并采用虚拟电阻法来实现微电网的电流合理均分。其次,针对非线性负荷下微网逆变器输出电压存在正序分量及奇数次谐波分量的特点,采用基于谐波解耦网络的同步定频微网分序控制策略来降低输出电压的谐波畸变率。该控制策略采用基于CGI的谐波解耦网络对正序分量和谐波分量进行分离,通过正序控制环路和谐波控制环路对微网逆变器的输出电压进行控制。同时,针对微网逆变器之间的线路阻抗不等的问题,并采用虚拟电阻法来实现微电网的电流的合理均分。最后,在Matlab仿真软件搭建时域仿真,验证了本文所提控制策略的可行性。