论文部分内容阅读
面对日益紧张的能源形势和对建设坚强电网的要求，分布式电源以其具有的灵活性、多样性等特征成为当今业界的研究热点。然而，由于分布式电源的随机性、间歇性等缺点对其控制系统提出了更高的要求。由于采用下垂Droop控制时，分布式电源对微网并网和孤岛两种模式均适用，无需进行控制方法切换，分布式电源对上层控制信号的响应速度大大提高，由控制方式切换所引起的误动也有所减少。 论文介绍了微网中分布式电源的控制,主要分为主从控制和对等控制两种方式。其中，主从控制中主控单元负责确保整个系统的运行稳定性，同从控制单元间需建立强通讯联系，造价过高；对等控制中各分布式电源地位均等，自成控制体系，且各电源之间无需建立通讯联系，成本低，控制效果好。本文还讨论了恒功率 PQ控制、恒压恒频V/f控制和下垂Droop控制三种方法的基本原理。 针对光伏发电系统、风电机组、单轴燃气轮机和储能系统的物理特性进行了数学建模，研究了在不同情况下，光伏发电系统和风电机组模型的功率跟踪能力及单轴燃气轮机逆变器的控制算法实现。通过PSCAD/EMTDC仿真平台对三种分布式电源进行仿真，验证了模型的有效性。 针对分布式电源常用的三种控制方法，即：PQ控制、V/f控制和下垂Droop控制分别建立了仿真模型，并着重对下垂Droop控制器进行了设计和分析，确定了功率控制器和电流内环电压外环控制器参数，并通过仿真结果得出频率响应的波特图，验证所设计下垂Droop控制器的有效性。 最后，将文中所建立的光伏发电系统模型、风电机组模型和燃气轮机模型同相应控制器模型和储能单元结合起来，搭建成一个完整的微网系统，并通过微网的三种运行状态：孤岛运行模式、并网模式向孤岛模式切换和孤岛模式向并网模式切换，验证分布式电源模型和下垂Droop控制器设计的合理性，并通过国内某微网实际工程案例验证了微网系统模型的合理性和可行性。 论文的创新点为：1）分别对光伏发电系统、风电机组、燃气轮机和储能系统四种分布式电源进行了建模，为后续微网系统的仿真提供了多样性的功率输入。2）设计了对分布式电源具有普适性的下垂Droop控制器，完成了LC滤波器、功率控制器和电流电压双环控制器的设计，并通过仿真验证了当电压或频率发生波动时控制器的有效性。3）微网系统仿真中对各分布式电源采用多种而不是单一的控制方式，更符合实际工程中的工况需求。实现了多种控制方式协调运行的效果。