微电网控制器等值建模研究
微电网（Micro-Grid）也称为微网，是一种新型的网络结构，是一组由微电源、负荷、控制装置和储能系统构成的系统单元。作为分布式能源的有效利用形式与大电网的有效补充，微电网的发展使得传统电网单一的供电模式得到了改变，大大提高了电力系统的供电可靠性和供电效率, 代表着电力系统新的发展方向。
微电网要求能够在孤岛模式和并网模式下运行。由于不同的可再生能源具有不同的特点，因此需要不同的控制方法。对整个微电网进行研究，首先要从单独的微电源入手。不同的微电源有着不同的参数，这些参数会对微电源的输出特性产生影响。本文选取了光伏电池模型作为基础，对光伏电池进行了建模仿真，研究了其输出特性曲线，实现了Boost升压以及MPPT最大功率跟踪。 HM000074
微电源需要通过DC-AC逆变器将直流电逆变为三相交流电，然后并入电网中。逆变器的控制起着至关重要的作用，是研究微电网控制的基础。本文搭建并仿真了光伏电池的三相并网模型，研究了电压和功率两种PWM控制方法。微电网的等值需要通过微电源参数、控制器参数的调整来实现。本文研究了多个光伏电源的等值，并且对基于故障情况下的并网模型进行了等值研究。
关键词：微电网；控制策略；光伏模型；三相并网；等值
微电源的控制方法[5-7]
分布式电源，即微电源，通常分为三类，第一类是传统的发电模式，如小水电、柴油发电机等；第二类是新兴的发电模式，如燃料电池、微型燃气轮机等；第三类即利用可再生能源来进行发电，其中包含光伏发电、风力发电等发电方式。一般情况下，分布式电源都是通过电力电子接口与电网连接。对于蓄电池、光伏电池发电以及燃料电池发电等，产生的都是直流电，都需要经过DC/AC逆变器将直流电变换为50Hz的交流电；而微型燃气轮机发电、风力发电等通常先经过AC/DC将交流逆变为直流，然后再经过DC/AC将直流变换为工频交流电。可见，由于微电网中的大多数微电源都是通过逆变器接入系统，对微电源的控制即是对其逆变器的控制，因此，电力电子技术尤其是逆变技术在分布式发电中占有很重要的作用。
图2.1给出了逆变电源的一般结构。其中主要部件包括能源、直流电容器、电压或电流型逆变器以及连接电感。
图2.1 逆变电源基本结构
2.1.1PQ控制法
逆变器作为微电源与交流电网之间的接口，最基本的功能就是控制输出的有
功和无功功率。
电压型逆变器PQ控制的基本电路如图2.2:
图2.2 PQ控制法原理图
其中，Pref、Qref分别为有功功率和无功功率的值，分别与交流侧的有功、无功做差，然后经过PI调节器，分别控制逆变器的幅值和相角，从而达到控制输出有功功率和无功功率的目的。
2.1.2有功-电压（PV）控制法
有功-电压控制法的原理框图如图2.3：
图2.3 PV控制法原理图
PV控制法主要用来调节输出有功功率的大小，并且保持母线电压维持在一定的数值上。有功控制是通过一个闭环进行控制，这类似于上面的PQ控制法；电压调节则是通过将测量值与给定值进行比较，然后通过PI调节器来控制逆变器的输入电压幅值V。
2.1.3电压-频率（Vf）控制法 查看完整请+Q:351916072获取
Vf控制法控制逆变器输出的电压和频率为给定值，因此电压频率控制的微电源也称参考DG。实际情况中，不仅要求微电网能够并网运行，还要求其能够在孤岛运行模式下运行。在孤岛模式下，至少要有一个电源作为主电源，来给整个单独的微电网提供参考电压值和参考频率值，以此来保证电压和频率水平。其中电压控制和上述的PV控制类似，频率控制则通过将测量值与给定工频值50Hz进行比较做差，然后经过PI调节器的输出，来控制逆变器相角。Vf控制的频率调节部分如图2.4所示：
图2.4 Vf控制的频率调节部分
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 - 1 -
1.1世界能源现状和可再生能源的利用 - 1 -
1.2国内外分布式发电概况 - 2 -
1.3微电网的结构、微电源 - 3 -
1.3.1微电网的结构 - 3 -
1.3.2微电源 - 3 -
1.4本文研究的意义 - 5 -
1.5本文研究的主要内容 - 5 -
第2章 微电源的控制策略 - 6 -
2.1微电源的控制方法 - 6 -
2.1.1PQ控制法 - 6 -
2.1.2有功-电压（PV）控制法 - 7 -
2.1.3电压-频率（Vf）控制法 - 8 -
2.1.4不同类型微电源的控制方法 - 8 -
2.2微电网控制策略 - 9 -
2.2.1主从控制法（Master-Slave Control） - 9 -
2.2.2对等控制法（Peer-to-Peer Control） - 10 -
2.3本章小结 - 10 -
第3章 光伏电池的模型建立及仿真研究 - 12 -
3.1光伏电池的工作原理 - 12 -
3.2光伏电池的数学模型 - 12 -
3.2.1光伏电池的等效电路图 - 12 -
3.2.2光伏电池数学模型 - 12 -
3.3光伏电池的simulink模型及仿真运行结果 - 14 -
3.3.1光伏电池的simulink模型 - 14 -
3.3.2光伏电池simulink模型仿真结果与分析 - 17 -
3.4本章小结 - 19 -
第4章 基于光伏电池的三相并网仿真分析 - 20 -
4.1最大功率跟踪控制模型 - 20 -
4.1.1最大功率跟踪原理 - 20 -
4.1.2最大功率跟踪算法模型 - 21 -
4.1.3仿真分析 - 25 -
4.2三相光伏发电并网模型 - 27 -
4.2.1三相光伏发电并网主电路模型 - 27 -
4.2.2三相PV并网仿真模型 - 28 -
4.2.3仿真结果 - 29 -
4.3本章小结 - 30 -
第5章 基于光伏电池模型的等值建模研究 - 31 -
5.1多个光伏电池的等值研究 - 31 -
5.2光伏并网模型的等值研究 - 34 -
5.3本章小结 - 37 -
第6章 总结 - 38 -
参考文献 - 39 -
致 谢 - 41 - 查看完整请+Q:351916072获取
微电网要求能够在孤岛模式和并网模式下运行。由于不同的可再生能源具有不同的特点，因此需要不同的控制方法。对整个微电网进行研究，首先要从单独的微电源入手。不同的微电源有着不同的参数，这些参数会对微电源的输出特性产生影响。本文选取了光伏电池模型作为基础，对光伏电池进行了建模仿真，研究了其输出特性曲线，实现了Boost升压以及MPPT最大功率跟踪。 HM000074
微电源需要通过DC-AC逆变器将直流电逆变为三相交流电，然后并入电网中。逆变器的控制起着至关重要的作用，是研究微电网控制的基础。本文搭建并仿真了光伏电池的三相并网模型，研究了电压和功率两种PWM控制方法。微电网的等值需要通过微电源参数、控制器参数的调整来实现。本文研究了多个光伏电源的等值，并且对基于故障情况下的并网模型进行了等值研究。
关键词：微电网；控制策略；光伏模型；三相并网；等值
微电源的控制方法[5-7]
分布式电源，即微电源，通常分为三类，第一类是传统的发电模式，如小水电、柴油发电机等；第二类是新兴的发电模式，如燃料电池、微型燃气轮机等；第三类即利用可再生能源来进行发电，其中包含光伏发电、风力发电等发电方式。一般情况下，分布式电源都是通过电力电子接口与电网连接。对于蓄电池、光伏电池发电以及燃料电池发电等，产生的都是直流电，都需要经过DC/AC逆变器将直流电变换为50Hz的交流电；而微型燃气轮机发电、风力发电等通常先经过AC/DC将交流逆变为直流，然后再经过DC/AC将直流变换为工频交流电。可见，由于微电网中的大多数微电源都是通过逆变器接入系统，对微电源的控制即是对其逆变器的控制，因此，电力电子技术尤其是逆变技术在分布式发电中占有很重要的作用。
图2.1给出了逆变电源的一般结构。其中主要部件包括能源、直流电容器、电压或电流型逆变器以及连接电感。
图2.1 逆变电源基本结构
2.1.1PQ控制法
逆变器作为微电源与交流电网之间的接口，最基本的功能就是控制输出的有
功和无功功率。
电压型逆变器PQ控制的基本电路如图2.2:
图2.2 PQ控制法原理图
其中，Pref、Qref分别为有功功率和无功功率的值，分别与交流侧的有功、无功做差，然后经过PI调节器，分别控制逆变器的幅值和相角，从而达到控制输出有功功率和无功功率的目的。
2.1.2有功-电压（PV）控制法
有功-电压控制法的原理框图如图2.3：
图2.3 PV控制法原理图
PV控制法主要用来调节输出有功功率的大小，并且保持母线电压维持在一定的数值上。有功控制是通过一个闭环进行控制，这类似于上面的PQ控制法；电压调节则是通过将测量值与给定值进行比较，然后通过PI调节器来控制逆变器的输入电压幅值V。
2.1.3电压-频率（Vf）控制法 查看完整请+Q:351916072获取
Vf控制法控制逆变器输出的电压和频率为给定值，因此电压频率控制的微电源也称参考DG。实际情况中，不仅要求微电网能够并网运行，还要求其能够在孤岛运行模式下运行。在孤岛模式下，至少要有一个电源作为主电源，来给整个单独的微电网提供参考电压值和参考频率值，以此来保证电压和频率水平。其中电压控制和上述的PV控制类似，频率控制则通过将测量值与给定工频值50Hz进行比较做差，然后经过PI调节器的输出，来控制逆变器相角。Vf控制的频率调节部分如图2.4所示：
图2.4 Vf控制的频率调节部分
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 - 1 -
1.1世界能源现状和可再生能源的利用 - 1 -
1.2国内外分布式发电概况 - 2 -
1.3微电网的结构、微电源 - 3 -
1.3.1微电网的结构 - 3 -
1.3.2微电源 - 3 -
1.4本文研究的意义 - 5 -
1.5本文研究的主要内容 - 5 -
第2章 微电源的控制策略 - 6 -
2.1微电源的控制方法 - 6 -
2.1.1PQ控制法 - 6 -
2.1.2有功-电压（PV）控制法 - 7 -
2.1.3电压-频率（Vf）控制法 - 8 -
2.1.4不同类型微电源的控制方法 - 8 -
2.2微电网控制策略 - 9 -
2.2.1主从控制法（Master-Slave Control） - 9 -
2.2.2对等控制法（Peer-to-Peer Control） - 10 -
2.3本章小结 - 10 -
第3章 光伏电池的模型建立及仿真研究 - 12 -
3.1光伏电池的工作原理 - 12 -
3.2光伏电池的数学模型 - 12 -
3.2.1光伏电池的等效电路图 - 12 -
3.2.2光伏电池数学模型 - 12 -
3.3光伏电池的simulink模型及仿真运行结果 - 14 -
3.3.1光伏电池的simulink模型 - 14 -
3.3.2光伏电池simulink模型仿真结果与分析 - 17 -
3.4本章小结 - 19 -
第4章 基于光伏电池的三相并网仿真分析 - 20 -
4.1最大功率跟踪控制模型 - 20 -
4.1.1最大功率跟踪原理 - 20 -
4.1.2最大功率跟踪算法模型 - 21 -
4.1.3仿真分析 - 25 -
4.2三相光伏发电并网模型 - 27 -
4.2.1三相光伏发电并网主电路模型 - 27 -
4.2.2三相PV并网仿真模型 - 28 -
4.2.3仿真结果 - 29 -
4.3本章小结 - 30 -
第5章 基于光伏电池模型的等值建模研究 - 31 -
5.1多个光伏电池的等值研究 - 31 -
5.2光伏并网模型的等值研究 - 34 -
5.3本章小结 - 37 -
第6章 总结 - 38 -
参考文献 - 39 -
致 谢 - 41 - 查看完整请+Q:351916072获取
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jsj/jsjkxyjs/3244.html
