分布式发电并网建模与控制策略研究

论文摘要

分布式发电系统作为清洁,经济以及灵活的新型发电方式受到人们的广泛关注。随着越来越多的分布式发电系统并入到大电网中,传统的电力系统结构发生改变,电能质量,系统稳定性,孤岛保护,低电压穿越等问题相续出现,所以分布式发电的并网对电力系统的控制以及管理提出了挑战。本文主要围绕分布式发电并网系统,通过对其结构以及控制策略的研究,利用MATLAB/simulink搭建正确可靠分布式发电并网系统仿真模型。本文首先分析了分布式发电并网系统,通过对风能发电并网系统与光伏发电并网系统的对比,得到简化的分布式发电并网系统,为模型提供系统框架,同时介绍分布式发电系统并网要求,为模型提出设计目标。在分布式发电并网系统中,分布式发电通过滤波器与电网相连,利用锁相环技术实现电网同步,并通过对逆变器的控制实现对分布式并网系统的控制。本文详细地阐述了LCL滤波器工作原理以及设计依据,同时还介绍了锁相环工作原理,并分析了三相同步坐标系锁相环,而由于其在电网不平衡情况下无法正确锁相,提出双同步坐标系锁相环,并对其进行了详细论述。在双同步坐标系的基础下,介绍了正负序电流双环控制策略,并论述了对内环参量的选择原则。同时,介绍了低电压穿越两种控制算法,以实现模型的低电压穿越能力。在对LCL滤波器,锁相环技术以及并网逆变器控制策略分析的基础上,利用MATLAB/simlink搭建分布式发电并网系统。通过在电网平衡以及电网跌落的情况下对模型的仿真结果表明：模型能够实现PQ控制；模型输出电流谐波分量能够符合标准要求；模型具备低压穿越能力,达到设计目标,能够用于对分布式发电并网系统的研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 分布式发电简介以及发展状况
• 1.1.1 分布式发电简介
• 1.1.2 分布式发电发展状况
• 1.2 分布式发电并网问题
• 1.2.1 分布式发电并网系统
• 1.2.2 分布式发电并网对电力系统的影响
• 1.3 分布式发电能量管理策略
• 1.4 研究意义
• 1.5 论文的主要内容
• 第二章 分布式发电并网控制要求
• 2.1 分布式发电并网系统结构
• 2.1.1 太阳能光伏并网发电系统
• 2.1.2 风能并网发电系统
• 2.2 分布式发电并网要求
• 2.2.1 对电流谐波的要求
• 2.2.2 对低电压穿越技术的要求
• 2.3 本章小结
• 第三章 并网模型设计
• 3.1 并网逆变器滤波器设计
• 3.1.1 LCL滤波原理
• 3.1.2 逆变器侧电感L1设计
• 3.1.3 滤波电容C设计
• 3.1.4 并网侧电感L2设计
• 3.2 并网逆变器锁相环设计
• 3.2.1 锁相环原理
• 3.2.2 同步坐标系锁相环设计
• 3.2.3 双同步坐标系锁相环设计
• 3.3 基于LCL并网逆变器控制策略
• 3.3.1 基于LCL的并网逆变器内环结构设计
• 3.3.2 同步坐标系下基于LCL的并网逆变器控制结构
• 3.3.3 正负序电流双环控制策略
• 3.4 本章小结
• 第四章 分布式发电并网系统建模及仿真
• 4.1 分布式发电并网系统建模
• 4.2 分布式发电并网系统模型仿真
• 4.2.1 电网平衡下并网控制仿真
• 4.2.2 低压穿越LVRT控制仿真
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢