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基于化石能源日益枯竭和环境保护的考虑,加上单纯依赖大电网供电存在的安全缺陷,利用清洁能源的分布式发电技术受到了日益广泛的关注与重视。微电网是一种将各种小型分布式电源、储能装置组合起来为当地负荷提供电能的低压电网,是未来分布式电源的主要运行模式,它有联网和孤岛两种运行模式,能提高重要负荷的供电可靠性。微网中的分布式电源常采用电力电子接口,这一方面增加了分布式电源接口控制的灵活性,但同时减少了系统的惯性,增加了系统在维持能量平衡及频率稳定等方面的控制难度,研究各种分布式电源接口逆变器的控制方法,发展微电网的运行控制策略便显得十分必要。
分布式电源接口逆变器主要有恒压恒频控制、下垂控制、恒功率控制三种控制方法。本文在探讨其控制原理的基础上,分别设计了分布式电源接口逆变器的恒压恒频(V/f)控制器、下垂(Droop)控制器及恒功率(PQ)控制器,并考察了它们的运行特性,主要工作如下:
1.分析微型燃气轮机、光伏阵列、风力发电机组的工作原理,在MATLAB/Simulink环境下分别建立3种分布式电源的动态仿真模型。
2.阐述SPWM电压源逆变器的工作原理,为进一步发展微电源接口逆变器的控制策略奠定基础。
3.分析微电源接口逆变器的恒压恒频控制原理,设计相应的控制器,建立带V/f控制器的分布式电源接口逆变器仿真模型,考察控制器的运行特性。
4.分析分布式电源接口逆变器的下垂控制原理,设计一种下垂控制器,建立带Droop控制器的分布式电源接口逆变器仿真模型,考察控制器的运行特性。
5.分析微电源接口逆变器的恒功率控制原理,设计一种PQ控制器,建立PQ控制器的分布式电源接口逆变器仿真模型,考察控制器的运行特性。
所进行的工作对逆变器接口分布式电源的控制研究有一定的参考价值,也为进一步发展微电网控制策略奠定了基础。