分布式虚拟同步发电机非理想环境适应性分析及优化控制研究

发布时间：2024-03-26 01:55

　　利用风力、太阳能等间歇性可再生能源的分布式发电技术是解决能源问题的重要途径,在分布式可再生能源渗透率较低的情况下无需对输配电网络进行大规模改造,同时大量的可再生能源被就地消纳,提升了电力系统应对负荷增长的能力,延缓对配电网进行升级改造的需求。随着分布式发电技术的大规模应用,分布式可再生能源在电力系统中渗透率的不断提高,由于以电力电子变流器为接口的分布式发电单元不具备同步发电机的惯性和阻尼,导致系统中的旋转备用容量及转动惯量相对减少,此时电力系统容易受到功率波动和系统故障的影响造成系统失稳。分布式虚拟同步发电机能够模拟同步发电机转动惯性及阻尼特性,使得分布式虚拟同步发电机除了能向电网提供电能之外,还能减弱分散的、大规模的分布式发电单元对电网的带来不利影响,为电网提供一定的支撑,为进一步提高可再生能源分布式发电的渗透率提供新的技术路线。分布式虚拟同步发电机接入中低压配电网,接入位置一般处于配电网末端,所处电网环境比较恶劣,例如电网短路故障及电网电压不平衡情况时常发生,此时分布式虚拟同步发电机的运行机制及输出性能,不仅关系到可再生能源的利用率,而且对电网安全稳定运行造成影响。分布式虚拟同步发...

【文章页数】：121 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 分布式发电概述
        1.1.2 分布式发电单元接入配电网面临的挑战
    1.2 分布式逆变电源控制策略研究现状
        1.2.1 传统控制策略及电网友好型控制技术
        1.2.2 虚拟同步控制策略
    1.3 本文主要研究内容
第二章 分布式虚拟同步发电机控制策略
    2.1 虚拟同步发电机原理
        2.1.1 同步发电机基本原理
        2.1.2 虚拟同步发电机原理
    2.2 分布式逆变电源虚拟同步控制策略
        2.2.1 虚拟同步发电机主电路
        2.2.2 虚拟同步控制策略功率控制环
        2.2.3 虚拟同步发电机整体控制策略
    2.3 功率控制环参数设计
        2.3.1 虚拟同步发电机小信号模型
        2.3.2 功率控制环参数整定
    2.4 仿真及实验
    2.5 本章小结
第三章 分布式虚拟同步发电机低电压穿越控制技术
    3.1 分布式发电低电压穿越技术要求
    3.2 分布式虚拟同步发电机低电压穿越控制技术
        3.2.1 电网短路故障时虚拟同步发电机运行特性分析
        3.2.2 平衡电流虚拟同步控制策略
        3.2.3 基于虚拟阻抗的瞬时电流抑制
        3.2.4 分布式虚拟同步发电机低电压穿越控制技术
    3.3 仿真与实验
        3.3.1 仿真结果
    3.4 本章小结
第四章 电网电压不平衡时分布式虚拟同步发电机控制技术
    4.1 电网电压不平衡时分布式虚拟同步发电机运行特性分析
    4.2 电网电压不平衡时改进分布式虚拟同步控制策略
        4.2.1 平衡电流虚拟同步控制策略
        4.2.2 抑制有功功率2倍电网频率波动的虚拟同步控制策略
        4.2.3 抑制无功功率2倍电网频率波动的虚拟同步控制策略
        4.2.4 多目标优化虚拟同步控制策略
    4.3 仿真与实验
        4.3.1 仿真结果
        4.3.2 实验结果
    4.4 本章小结
第五章 离网模式下分布式虚拟同步发电机控制技术
    5.1 虚拟同步发电机离网运行特性分析
        5.1.1 虚拟同步发电机带不平衡负载运行特性分析
        5.1.2 虚拟同步发电机并联运行特性分析
    5.2 分布式虚拟同步发电机带不平衡负载控制策略
    5.3 并联分布式虚拟同步发电机控制策略
        5.3.1 并联分布式虚拟同步发电机功率分配及环流抑制控制策略
        5.3.2 并联分布式虚拟同步发电机带不平衡负载控制策略
    5.4 仿真与实验
        5.4.1 仿真结果
        5.4.2 实验结果
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 论文主要工作及结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3939190