DBS控制下直流微电网并网变换器与电网的谐波交互分析

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本文针对光储直流微电网孤岛运行模式,采用直流母线电压信号(DC Bus voltage Signaling,DBS)协调控制策略实现微源控制和稳定直流母线电压;直流微电网并网运行模式中,多台并网逆变器并联构成逆变器集群,分析逆变器集群与电网的谐波交互作用。具体内容如下:  根据DBS协调控制策略,将光储直流微电网分为四种工作状态,光伏和储能接口变换器的控制模式在不同状态中进行相应的模式切换,保持微源和负载的功率平衡,最终稳定直流母线电压。对多台储能并联工况,采用下垂控制进行均流控制或按比例分配功率。  搭建光储直流微电网实验平台,在单台光伏发电单元和单台储能并联的工况下,验证DBS协调控制策略的可行性;在两台储能并联的工况下,验证了下垂控制实现多储能之间功率分配的可行性。  针对逆变器集群中并联逆变器与电网的谐波交互问题,建立单台并网逆变器的输出阻抗模型,并定性分析滤波器参数和网侧阻抗对谐波交互的影响。拓展至多台逆变器并联,侧重分析并联结构对谐波交互的影响,定义堆栈和二叉树两种典型的逆变器并联结构,推导两种结构的阻抗表达式,并研究了一种复杂并联结构的阻抗计算方法。详细分析逆变器台数对堆栈型结构的阻抗和逆变器在左右子树的分布对二叉树型结构的阻抗的影响。在此基础上,推导谐波源到网络中各支路电流的传递函数,用以分析各支路电流的谐振频率。  最后在MATLAB/Simulink软件中搭建并网逆变器仿真模型,以四台并网逆变器为例,在网侧叠加多次谐波源,对并网电流进行 FFT分析,分析结果表明理论分析的谐振频率的有效性。
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