交直流微电网储能变换器并联协调控制策略研究

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微电网的发展解决了化石能源行业资源枯竭、污染大、产能效率低下的缺点,将成为未来炙手可热的研究方向。直流耦合形式和交流耦合形式作为微电网两种主要形式有着各自独有的特点,而微网中的储能装置是电能供给和储存的重要环节。本文主要针对交、直流微网中的并联储能变换器在复杂工况下的惯性控制策略进行讨论分析,主要工作总结如下。依照课题相关的国内外研究成果,先对虚拟直流机控制及蓄电池SOC不对等工况下的控制策略研究现状进行系统分析,然后对虚拟同步发电机控制及其线路阻抗差异工况下的控制策略进行综述。介绍VSG和VDCM的基本组成环节并加以研究,通过分析独立运行模式下的工作特性,确定各参数对系统状态的影响。针对SOC不平衡工况提出了具有动态功率均衡功能的VDCM控制策略。通过VDCM的各个组成环节分析了其功率分配原理,通过引入PI控制器解决了传统P-U下垂控制存在的电压跌落问题,并将SOC不平衡度的概念结合到分配过程中,实现了各台储能蓄电池间的功率动态均衡,平衡了各台蓄电池的SOC,提高了其使用寿命和可靠性,并使系统增加了惯性,提高了电压稳定性。针对交流耦合微网并联线路阻抗差异提出一种基于动态虚拟感抗的VSG并联控制策略。分析了线路阻抗差异对无功功率分配不均带来的不良影响;通过分析虚拟同步发电机的定子电压方程提出了动态虚拟感抗的概念,根据无功偏差动态调节虚拟感抗从而消除线路差异产生的环流,使无功输出可以按需分配;并通过小信号分析的方法对该控制方法进行稳定性分析并得到参数的合理选取范围。
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