分布式发电系统下垂控制策略的研究

本科毕业设计（论文）分布式发电系统下垂控制策略的研究***燕山大学2012年6月本科毕业设计（论文）分布式发电系统下垂控制策略的研究学院（系）：里仁学院专业：***学生姓名：***学号：***指导教师：***答辩日期：2012年6月17日燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：电气工程学院系级教学单位：电气工程及自动化系学号***学生姓名***专业班级应电08-2题目题目名称分布式发电系统下垂控制策略的研究题目性质1.理工类：工程设计（√）；工程技术实验研究型（）；理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）2.管理类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）题目类型1.毕业设计（√）2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（√）自选题目（）主要内容1．了解微电网运行原理；2．了解下垂控制策略的目标；3．熟悉PSCAD软件的使用；4.对分布式发电系统下垂控制策略进行仿真设计。基本要求1.阅读微电网相关文献，熟悉微电网工作原理；2.对下垂控制策略有较深刻的理解；3.掌握逆变器建模以及逆变器电压电流功率三环控制的调节器设计；4.用PSCAD软件对系统进行仿真研究；参考资料1．P.Arboleya,D.Diaz,Animprovedcontrolschemebasedindroopcharacteristicformicrogridconverters2.张建华,黄伟,微电网运行控制与保护技术.3．徐德鸿，电力电子系统建模及控制。周次第1～4周第5～8周第9～12周第13～16周第17～18周应完成的内容查阅资料，阅读文献确定方案，设计电路进行仿真，验证可行性制作样机并撰写论文准备答辩指导教师：***职称：教授2011年12月24日系级教学单位审批：年月日注：表题黑体小三号字，内容五号字，行距18磅。（此行文字阅后删除）摘要I摘要论文分析了传统的下垂控制策略在微电网系统中应用所存在的缺陷，并提出采用倒下垂控制与下垂控制相结合的综合控制策略。该策略在改善微电网的稳定性，最大限度地限制过流情况发生等方面都具有显著特点，而且能实现微电网在网络结构或状态转换过程的无缝切换，同时也为不同响应时间的储能装置选择合适的控制策略提供了可能。论文从逆变电源主电路拓扑、电压控制型逆变电源的输出特性与控制稳定性、电流控制型逆变电源的输出特性与控制稳定性等方面展开研究，详细全面地阐述了系统综合控制策略的控制思想及其稳定性。具体设计了逆变单元输出滤波器参数、逆变电压瞬时双闭环调节控制器、调节功率的电流闭环的控制器。建立了下垂并联控制的数学模型及综合控制微电网系统的数学模型，分析和讨论并佐以波特图阐述了各控制参数对系统稳定性的影响，为系统的优化设计提供了参考依据。最后建立基于单相逆变电源的微电网控制系统PSCAD仿真模型，并通过仿真实验对其进行验证分析，结果表明：论文提出的综合控制策略在系统的动态性能与稳态特性方面均具有很好的效果。关键词分布式发电微电网逆变电源下垂控制倒下垂控制AbstractIIAbstractThedefectsofconventionaldroopcontrolstrategyareanalyzedthatappliedinmicrogridsystem，andthesyntheticcontrolstrategycomposedofdroopcontrolaIld1nversedroopcontrolstrategyisproposed．Thiscontrolstrategyperfectswellin1mprovmgofstability,restrictingtheoccurrenceofover-current，achievingseamlessswitchingduringstatetransferring．Inaddition，theinversedroopcontrolstrategyprovidespossibilityofsettingdifferentresponsetimebyvariousenergystoragedevice．Thesystemcontrolstrategy’sideaandstabilityaredemonstratedcomprehensively,andthemaincircuittopology,theoutputcharacteristicsandcontrolstabilityofvoltagecontroltypeinverterandvoltagecontroltypeinverterarealsoresearchedaswell．Theparameterofoutputfilterandthedoubleclosed。loopvoltageadjusterofinverteraredesignedindetail，thesameistheclosed。loopcurrentadjusterforpowerregulation．Moreoverthemathmodelofdroopparallelcontrolandsyntheticcontrolarebuild，basedonthemodel．referencesforsystemdesignhavebeenanalyzedanddiscussed．Atthesametime．Itexpoundedtheeffects011systemperformanceofeachcontrolvariableinpowercontrolloopwithbodediagrams．WithestablishingandanalyzingthesimulationmodelofmicrogridsystembasedonsingleinverterbyMATLAB，bothdynamicandsteadyperformancesofthesystem，whichcontrolledbythesyntheticcontrolstrategy,havebeenprovedwell．KeywordsDG;micro-grid;inverterpower;droopcontrol;inversedroopcontrol;III目录摘要........................................................................................................................IAbstract................................................................................................................III第1章绪论..........................................................................................................11.1课题背景................................................................................................11.2本文的主要内容安排............................................................................2第2章微电网技术..............................................................................................32.1微电网基本结构....................................................................................32.2微电网国内外研究现状........................................................................42.3微电网关键技术....................................................................................52.3.1微电网的控制................................................................................52.3.2微电网的保护................................................................................62.3.3微电网的接入标准........................................................................62.3本章小结................................................................................................7第3章微电网运行与控制..................................................................................83.1微电网的运行........................................................................................83.2微电网基本控制策略............................................................................93.3微电网下垂控制策略..........................................................................103.3.1概述..............................................................................................103.3.2下垂控制策略..............................................................................113.3.3微电源逆变器改变功率下垂特性的控制..................................143.4本章小结..............................................................................................16第4章主电路逆变单元模块设计....................................................................174.1并网逆变器主电路拓扑......................................................................174.2系统主电路参数设计..........................................................................184.2.1直流侧输入电压的选择..............................................................184.2.2直流侧电容的选择..........................