微网故障的特性分析和控制策略

发布时间：2021-06-15 19:57

微网可以将分布式电源有效组织起来,抑制分布式电源波动性和间歇性带来的不良影响,提高系统的可靠性和灵活性。分布式电源通常采用电力电子装置作为接口接入微网,微网的故障特性与传统配电网有很大不同。因此,研究微网的故障特性和故障时的控制技术具有较重要的理论意义和工程应用价值。本文首先设计微网的结构参数,建立微网的模型,作为故障分析和故障控制的基础。建立了光伏阵列、风力发电机和储能电池的数学模型；分析讨论了光伏发电系统和风力发电系统的控制策略；对于储能系统,提出了带线路阻抗补偿功能的下垂控制策略。在PSCAD/EMTDC中对分布式电源的控制策略、微网的正常运行以及并离网切换进行了仿真验证。在微网模型的基础上,对微网故障特性进行分析。理论分析并仿真验证了光伏发电系统和风力发电系统的故障特性。对储能系统的故障特性进行仿真分析,结果表明在出口电压跌落时逆变器会出现过流现象,需要增加控制措施。对微网在不同运行模式下的故障特性进行仿真分析。在主网发生故障时,微网内部电压发生跌落,流过联络线的电流增大并严重畸变。由于分布式电源的输出限流作用,孤网运行时的线路故障电流比并网时的故障电流小很多。最后,研究了微网故障时的控制策略。光伏发电系统和风力发电系统在电网不对称故障时,采取双电流闭环控制,实现输出电流对称。为了解决储能系统在电网故障时的过流问题,提出了在故障时加入虚拟电阻进行限流的控制策略。针对微网并网运行时主网发生故障的情况,提出通过安装故障限流器来提高微网故障穿越能力的方法,以减弱主网故障对微网的危害。在PSCAD/EMTDC中对所提出的控制策略进行了验证。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM711

文章目录

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 选题背景与意义

1.2 微网故障分析及控制的研究现状

1.3 本文主要研究内容

第2章微网的建模和控制策略

2.1 分布式电源建模

2.1.1 光伏阵列的建模

2.1.2 风力发电机的建模

2.1.3 储能电池的建模

2.2 分布式电源的控制策略

2.2.1 光伏发电系统的控制策略

2.2.2 风力发电系统的控制策略

2.2.3 储能系统的控制策略

2.3 微网的结构参数和正常运行

2.3.1 微网的结构和参数

2.3.2 微网的正常运行

2.4 本章小结

第3章微网故障特性分析

3.1 光伏发电系统的故障特性分析

3.1.1 三相对称故障分析

3.1.2 三相不对称故障分析

3.2 风力发电系统的故障特性分析

3.2.1 三相对称故障分析

3.2.2 三相不对称故障分析

3.3 储能系统的故障特性分析

3.3.1 三相对称故障分析

3.3.2 三相不对称故障分析

3.4 微网的故障分析

3.4.1 并网运行时的故障仿真

3.4.2 孤网运行时的故障仿真

3.5 本章小结

第4章微网故障时的控制策略

4.1 PQ控制的分布式电源在微网故障时的控制策略

4.2 下垂控制的分布式电源在微网故障时的控制策略

4.3 微网故障穿越能力的提高

4.4 本章小结

第5章结论和展望

5.1 本文工作与结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢

【参考文献】