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由于化石资源的日益枯竭和环境污染的日趋严重,越来越多的人们开始研究如何高效、安全地利用诸如风、阳光这样的清洁能源生产电能,分布式发电技术应运而生。它不仅具有上述优点,而且可以用于提高系统的可靠性、经济型和灵活性。但是,由于分布式电源对大电网表现出的不可控性,使得它的发展受到了诸多限制。上世纪90年代末到本世纪初,一些组织和学者提出的微电网的概念为解决这一矛盾提供了可能。随后,微电网技术成为国内外电气工程研究领域的热点问题之一。 微电网在电力技术领域的核心问题之一是微电网的暂态电能质量问题。微电网运行中会产生许多暂态过程,包括短路故障时的暂态、微电网内部的负荷波动、微电网运行模式切换时的暂态、逆变器入口处的直流电压波动等。由于微电网相对传统电网来说惯性较小,因此这些暂态过程在微电网中更容易产生电能质量问题。本文从电能质量的角度研究微电网孤岛运行时的负荷投切、微电网并网到孤岛运行暂态过程的影响因素,重点研究在上述暂态过程中电压和频率的暂态过程。 首先,本文根据光伏电池列阵和微型燃气轮机组的数学模型,利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了微电源的仿真模型,得到光伏列阵的输出V-I、V-P特性曲线和微型燃气轮机的并网仿真结果,验证了两种微电源仿真模型的正确性,为后续工作打下基础。 其次,根据微电网的控制原理,搭建了微电网不同运行模式下的控制系统仿真模型,重点包括三相电压型逆变器的PQ及。VF‘控制方法、LC滤波器、SPWM发生环节等。利用PSCAD/EMTDC仿真软件验证了单电源及多电源的PQ并网控制策略和VF孤岛控制策略在不同运行模式下的有效性。随后,简要分析了微电网暂态电能质量问题。根据逆变器dq轴状态方程和孤岛控制器的结构原理推导出孤岛控制器的系统传递函数,并分析PI控制器参数的改变对其频率特性的影响,在此基础上分析孤岛控制器参数对微电网相关暂态电压和频率波动过程的影响。 最后,时域仿真分析微电网控制系统和运行参数对微电网孤岛运行状态下的负荷投切、微电网并网到孤岛切换这两种暂态过程产生的影响。基于以上理论和仿真分析,总结孤岛控制器和并网运行参数对微电网暂态波动过程的影响,为控制器参数设计的工程整定和微电网的运行提供参考。