基于VSG的微网逆变器并离网运行控制策略研究
发布时间：2023-11-08 18:06
在传统发电技术弊端逐渐凸显的背景下,基于光伏和风电等清洁能源的分布式发电技术正蓬勃发展。为了实现电网对大规模分布式发电系统的消纳,微网(Microgrid,MG)的概念诞生了。虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generators,VSG)技术由于可模仿同步发电机的外特性和运行特性,已成为目前微网逆变器的主流控制策略之一。离网和并网是微网逆变器的两种运行模式,设计相应无缝切换控制策略可抑制切换时刻的电流冲击等不利影响,最终实现运行模式间的无缝切换。本文对如何实现微网VSG逆变器离并网无缝切换的问题进行了详细的分析研究。首先,选取三相桥式逆变器作为VSG的功率变换模块,建立了逆变器部分的数学模型,在逆变器的控制中引入同步发电机的二阶数学模型来模拟同步发电机的动态特性。分别详细介绍了VSG的频率控制和电压控制,分析了相应控制器的控制机理,给出控制器的结构。建立了内层双环控制的数学模型并给出相应控制结构。最终结合各部分,设计出VSG系统的控制结构并进行不同工况下参数变化对其功-频特性影响的仿真分析。其次,对VSG逆变器离并网切换过程进行分析,总结出实现无缝切换的条件。由...
【文章页数】：78 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 可再生能源发电的发展概况
1.1.2 分布式电源并网带来的挑战
1.2 微电网技术
1.2.1 微电网概念
1.2.2 微电网类型
1.2.3 微电网控制结构
1.2.4 逆变器控制策略
1.3 虚拟同步发电机的提出及研究现状
1.4 微网运行模式无缝切换控制策略研究现状
1.4.1 预同步技术概述
1.4.2 微网无缝并网控制策略
1.4.3 微网无缝离网控制策略
1.5 VSG逆变器离并网无缝切换控制策略研究现状
1.6 论文研究主要内容
第2章 虚拟同步发电机模型及控制研究
2.1 虚拟同步发电机的模型
2.1.1 系统主电路结构
2.1.2 同步发电机模型
2.1.3 虚拟同步发电机结构
2.2 虚拟同步发电机控制的实现
2.2.1 有功-频率控制
2.2.2 无功-电压控制
2.2.3 虚拟同步机的双环控制策略
2.2.4 虚拟定子阻抗
2.3 VSG仿真分析
2.3.1 独立带载功-频特性仿真
2.3.2 VSG并网运行功-频特性仿真
2.4 本章小结
第3章 基于 SRF-PLL 的 VSG 离并网控制策略
3.1 VSG逆变器离并网切换过程分析
3.1.1 并网-离网模式切换
3.1.2 离网-并网模式切换
3.1.3 VSG逆变器离并网切换仿真与分析
3.2 基于 SRF-PLL 的虚拟同步发电机的无缝切换控制策略
3.2.1 锁相环基本概念及构成
3.2.2 锁相环基本作用
3.2.3 基于 SRF-PLL 的虚拟同步发电机的无缝切换原理
3.2.4 仿真分析
3.3 本章小结
第4章 基于虚拟阻抗的VSG离并网控制策略
4.1 虚拟阻抗的概念
4.2 基于虚拟阻抗的VSG离并网控制策略研究
4.2.1 虚拟同步发电机并网等效模型
4.2.2 基于虚拟阻抗的VSG逆变器无缝切换原理
4.2.3 基于虚拟阻抗的VSG逆变器无缝切换小信号模型分析
4.3 基于虚拟阻抗的VSG离并网控制策略仿真分析
4.4 基于 SRF-PLL 与基于虚拟阻抗的 VSG 并离网控制策略对比
4.5 本章小结
第5章 双 VSG 逆变器并联无缝切换控制策略
5.1 多VSG逆变器并联功率分配控制策略原理
5.2 基于 SRF-PLL 的多 VSG 逆变器无缝切换控制策略
5.2.1 基于 SRF-PLL 的多 VSG 逆变器无缝切换原理
5.2.2 基于 SRF-PLL 的多 VSG 逆变器无缝切换仿真与分析
5.3 基于虚拟阻抗的多VSG逆变器无缝切换控制策略
5.3.1 基于虚拟阻抗的多VSG逆变器无缝切换原理
5.3.2 基于虚拟阻抗的多 VSG 逆变器无缝切换策略仿真与分析
5.4 基于 SRF-PLL 与基于虚拟阻抗的多 VSG 并离网控制策略对比
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
本文编号：3861474
【文章页数】：78 页
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 可再生能源发电的发展概况
1.1.2 分布式电源并网带来的挑战
1.2 微电网技术
1.2.1 微电网概念
1.2.2 微电网类型
1.2.3 微电网控制结构
1.2.4 逆变器控制策略
1.3 虚拟同步发电机的提出及研究现状
1.4 微网运行模式无缝切换控制策略研究现状
1.4.1 预同步技术概述
1.4.2 微网无缝并网控制策略
1.4.3 微网无缝离网控制策略
1.5 VSG逆变器离并网无缝切换控制策略研究现状
1.6 论文研究主要内容
第2章 虚拟同步发电机模型及控制研究
2.1 虚拟同步发电机的模型
2.1.1 系统主电路结构
2.1.2 同步发电机模型
2.1.3 虚拟同步发电机结构
2.2 虚拟同步发电机控制的实现
2.2.1 有功-频率控制
2.2.2 无功-电压控制
2.2.3 虚拟同步机的双环控制策略
2.2.4 虚拟定子阻抗
2.3 VSG仿真分析
2.3.1 独立带载功-频特性仿真
2.3.2 VSG并网运行功-频特性仿真
2.4 本章小结
第3章 基于 SRF-PLL 的 VSG 离并网控制策略
3.1 VSG逆变器离并网切换过程分析
3.1.1 并网-离网模式切换
3.1.2 离网-并网模式切换
3.1.3 VSG逆变器离并网切换仿真与分析
3.2 基于 SRF-PLL 的虚拟同步发电机的无缝切换控制策略
3.2.1 锁相环基本概念及构成
3.2.2 锁相环基本作用
3.2.3 基于 SRF-PLL 的虚拟同步发电机的无缝切换原理
3.2.4 仿真分析
3.3 本章小结
第4章 基于虚拟阻抗的VSG离并网控制策略
4.1 虚拟阻抗的概念
4.2 基于虚拟阻抗的VSG离并网控制策略研究
4.2.1 虚拟同步发电机并网等效模型
4.2.2 基于虚拟阻抗的VSG逆变器无缝切换原理
4.2.3 基于虚拟阻抗的VSG逆变器无缝切换小信号模型分析
4.3 基于虚拟阻抗的VSG离并网控制策略仿真分析
4.4 基于 SRF-PLL 与基于虚拟阻抗的 VSG 并离网控制策略对比
4.5 本章小结
第5章 双 VSG 逆变器并联无缝切换控制策略
5.1 多VSG逆变器并联功率分配控制策略原理
5.2 基于 SRF-PLL 的多 VSG 逆变器无缝切换控制策略
5.2.1 基于 SRF-PLL 的多 VSG 逆变器无缝切换原理
5.2.2 基于 SRF-PLL 的多 VSG 逆变器无缝切换仿真与分析
5.3 基于虚拟阻抗的多VSG逆变器无缝切换控制策略
5.3.1 基于虚拟阻抗的多VSG逆变器无缝切换原理
5.3.2 基于虚拟阻抗的多 VSG 逆变器无缝切换策略仿真与分析
5.4 基于 SRF-PLL 与基于虚拟阻抗的多 VSG 并离网控制策略对比
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
本文编号：3861474
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3861474.html