低压微网多逆变电源的综合控制策略设计(2)
时间:2013-10-29 09:14 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:李培强 点击次数:
微电源的控制方式与其类型有关,对于采用电力电子逆变器的微电源来说,通常有3种控制方式:并网状态下的PQ控制,孤岛状态下的调速差droop控制[10-12]以及V/f下垂控制[13-14].采用传统发电机接入微网的控制方式与传统控制方式相似,作为微网大多采用微电源的形式.在并网模式下,要求储能系统能够平抑分布式电源的并网功率波动,减少功率波动对微电网系统的冲击,为此,一般采用PQ控制;在孤岛运行时能够提供微电网系统的电压和频率参考,且能合理地分担负荷的功率,维持整个系统的功率平衡,通常采用电压频率(V/f)下垂控制[15].
在图7中,以电感电流瞬时反馈控制为内环,以电容电压瞬时反馈控制为外环.输出电压与参考电压信号进行比较,所得的误差信号经过瞬时电压环PI控制器当作电流内环的参考给定值.逆变桥输出滤波电感电流与电流给定的参考信号相比较,得到的误差信号经过瞬时电流环PI控制器作为SVPWM调制电压信号.滤波电感电流内环的引入,使滤波电感电流成为可控的电流源,提高了系统的稳定性.同时,对包含在环内的扰动,能起到及时的调节作用,改善了系统性能.
4仿真分析
为了验证本文所提出的方法,搭建了共有3(n=3时)台逆变器的低压微电网系统如图1所示,微网中各逆变器的参数见表2和表3,根据微电源控制图和电路模型,利用MATLABR2011a/Simulink进行了仿真分析,为了便于分析,将微电源用直流电压源代替.
由仿真波形图可知,采用V/f下垂控制方法的DG的输出电压频率在经过短时间的震荡后,其频率能够稳定在50Hz,三相输出电压幅值能够恒定在其基准附近(本文仿真采用标么值,稳定在1附近).当2s时投入load3时,逆变器输出的有功功率和无功功率发生变化,发出的有功功率和无功功率均增大,相应地,逆变器输出电流增大,但能保持其电压稳定在基准值附近.由以上分析可知,采用本文提出的V/f下垂控制的DG输出的实时功率能够快速稳定有效地追踪系统内负荷的变化,从而维持孤岛系统内的电压和频率稳定.
5结论
微电网的基本运行依赖于各个微电源,微电网存在两种运行方式.本文在不同的运行模式下,设计了低压微电网逆变电源的综合控制策略.在联网的模式下,微电源采用PQ控制,使得微电源发出指定的功率,且能够保证不改变低压配电网的电压水平;在孤岛模式下,采用V/f下垂控制策略,根据低压线路参数呈阻性的特点,对传统高压大电网下垂特性进行修正,通过旋转坐标正交变换矩阵,对电压频率V/f下垂控制进行了改进,使得传统的V/f下垂控制得以扩展应用于低压微网中,并能保证当系统功率变化时微电源与负荷之间的功率平衡,而对受外界条件影响较大的微电源,即功率源型微电源依旧采用PQ控制.通过MATLAB/Simulink仿真,验证了控制策略的正确性与有效性,为后续工作奠定了基础.
参考文献
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