交直流混合微电网中变流器型电压源并机运行特性研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:bingqing1980
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当前,电力系统中可再生能源日益增加,对电网的灵活运行提出了更高的要求。交直流混合微电网作为一种新型电力系统发展方向,它不仅可以提高供电可靠性、运行经济性与能源利用率,而且具备在并网模式和孤网模式之间灵活稳定切换的能力。当处于孤网模式下,现有的交直流混合微电网中源、网、荷及其包含的各种因素都是经过建设前期规划成套设计的,这就导致了其对不同控制方式电源的可拓展性不强。基于这一问题,本文提出一种利用不同控制方式的变流器型电压源并机运行的方法,解决不同控制方式的分布式电源兼容问题,以此提高孤网运行状态下微电网的电源扩容能力。首先,对本文中涉及的交直流混合微电网电源的常见控制方式进行研究。分析了交直三相变流器拓扑及其控制双环的解耦过程;然后基于同步发电机定子电压方程、转子运动方程,以及励磁调节器、调速器原理得到虚拟同步发电机的控制模型;并且建立下垂控制、恒频恒压控制模型和直流恒压、直流下垂控制模型。最后通过搭建仿真算例对所建模型进行验证。其次,研究了利用受控电源代替变流器并简化双环控制的方法,建立了一种简化控制模型以提高仿真效率。该方法考虑到在进行不同控制方式变流器型电压源并机时,出现的仿真时间长、内存占用率高的问题,利用受控电源代替变流器可大大减少运算量,在此基础上简化双环控制提高仿真效率,并将简化思路分别应用于上述控制模型上。简化后的控制模型可以减少电磁暂态模型的仿真计算数据量,在保证准确性的前提下,达到了提高仿真效率的目的。最后,研究了基于不同控制方式的变流器型电压源并机运行的方法。该方法利用简化控制模型,运用不同控制方式变流器型电压源进行并机运行分析。针对不同控制方式的电源兼容问题,分别对不同控制方式变流器型电压源,从理论角度验证本文所涉及控制方式电源之间并机运行匹配的问题。最后通过仿真验证,总结了常见控制方式的分布式电源并机运行特性,为孤网下微电网的电源拓展问题提供理论依据。
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