基于线路阻抗匹配的光伏微电网下垂控制策略研究

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  首先对于逆变系统的直流电源部分,本文采用了由光伏电池和最大功率点追踪所组成的系统为三相电压源型逆变器进行供电,对光伏电池和蓄电池建立数学模型并进行仿真分析;以光伏电池能够最大出力的原则,在研究了传统P&O最大功率点追踪算法基础上,提出了一种快速稳定的最大功率追踪算法,并对所提出的算法进行了仿真验证。
  其次,推导出三相电压源型并网逆变器在a/b/c静止坐标系和两相d/q旋转坐标系下的数学模型。根据滤波器的拓扑以及滤波特性对LC滤波器相关参数进行了设计。分析了电力线路阻抗对功率分配的影响,并详细研究了传统下垂方法和传统倒下垂方法的特性。针对所分析的下垂控制方法对功率控制器和电压、电流双环控制器进行仿真模型设计。
  接下来,由于实际高低压微电网系统存在线路阻抗差异,从而导致功率分配不均以及多并联逆变器之间存在环流问题,因此本文研究了传统下垂系数与逆变器输出的有功功率、无功功率之间的联系,其等效电力线路阻抗对功率均分产生影响,提出了一种基于动态下垂系数的自调节混合下垂控制方法,并对所提出的改进下垂控制的参数选取进行了分析与验证。
  最后,针对所提出的自调节混合下垂控制方法,建立了基于不同阻抗特性的高低压微电网仿真模型。分别将并联系统在稳态条件、突然增大负载和突然减小负载不同工况下进行仿真,并在相同工况下与传统下垂控制策略进行对比。验证了不论电力线路呈现阻性、感性或者阻感性的情况下,自调节混合下垂控制算法不仅使逆变器获得良好的功率均分效果,而且系统环流能够降到最低。
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