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能源是社会发展的动力,进入21世纪以来,世界范围内能源供给持续紧张,我国的能源资源逐渐匮乏,由能源短缺引发的环境问题逐渐显露,能源供应和安全面临着前所未有的挑战。世界各国抓住能源发展机遇,出台了大量的发展目标,我国在电力“十三五”规划中提出到2020年我国非化石能源消费占一次能源消费比重达到15%的战略目标;在此大背景下,本文主要针对光伏微电网为研究对象,从光伏微电网中分布式微电源的控制策略研究出发,主要对以下问题进行了研究:1)光伏微电源模型的优化建模,2)光伏微电网中分布式微电源功率均分及环流问题。 本文首先对光伏微电源模型的优化建模进行了研究,主提出了“基于模糊PI控制的大功率光伏微电源模型”设计,将传统的PI控制与模糊控制相结合,使得光伏微电源模型具有较高稳态精度以及较快的动态响应性能;同时针对光伏微电源模型开路运行时电压输出不稳定的情况,对其开路运行环节单独设计了控制回路,确保了光伏微电源模型在开路运行以及带负载运行时都能够安全稳定运行。 下垂控制是微电网常采用的控制方法,但传统的下垂控制方法精度不高、且没有考虑到分布式微电源输出的线路阻抗对其有功和无功解耦的影响,导致采用传统下垂控制方法的微电网的有功和无功功率分配不均,进而造成分布式微电源之间存在大量的环流,对严重威胁微电网的安全稳定运行以及器件寿命;对此情况,可以通过建立微电网虚拟阻抗下垂控制方法;但是传统的虚拟阻抗下垂控制方法大都采用单一的定值虚拟电阻或者定值虚拟电抗,在微电网表现为阻性和感性共存时,其控制方法对于有功和无功功率的解耦依然具有局限性;为此,本文提出了一种基于复合虚拟阻抗的自适应虚拟阻抗方法,对微电网同时引入自适应虚拟阻抗和自适应虚拟电抗针对微电网功率变化的差异自动调整复合虚拟阻抗值,加快微电网系统有功和无功功率的解耦速度;在此基础上,针对功率均分的分布式微电网逆变器,提出了基于平均功率及自适应复合虚拟阻抗的变下垂控制方法,将微电网的平均功率引入下垂控制方程当中,进一步加强微电网系统有功和无功功率的解耦速度,同时其环流抑制效果也大幅提升。 最后,本文结合设计的分布式光储微电源以及所提出的基于平均功率及自适应复合虚拟阻抗的变下垂控制方法在Matlab中进行仿真,验证了所提出的控制策略的可行性以及高效性。