王希然 下垂特性毕设答辩

1、1 下垂控制分布式发电系统设计下垂控制分布式发电系统设计 本科毕业设计本科毕业设计学 院：电气工程学院年级专业：2010级应用电子技术三班 学生姓名：王希然指导教师：漆汉宏 2内容提要内容提要硬件电路设计仿真分析双环反馈控制系统地设计下垂控制原理选题背景总结3一、选题背景一、选题背景能源供求地球环境 控制 系统 微电源储能装置 微网储能装置32021-11-2542021-11-255使分布式电源输出的有功功率和无功功率等于其参考功率可实现电压频率的自动调节不需要相应的通信环节可相当于恒压恒频电源 二、下垂控制原理二、下垂控制原理 感性感性 均流均流0mP0EEnQ2021-11-257 在输

2、出阻抗主要呈感性的微网系统中，若微电源输出有功功率小，通过频率下垂特性增加其输出电压频率，从而增大其有功功率地输出；反之，若微电源输出有功功率大，通过频率下垂特性减少其输出电压的频率，从而减小其有功功率地输出。0max0minmax(n1,2)nnnnnmPEEnQ2021-11-258三、双环反馈控制系统地设计三、双环反馈控制系统地设计(fs)8(fz)LUcLfzI10/11f02cncsffffCfL2021-11-2590sintcost122sin( t)cos( t) 13322sin( t)cos( t) 133adbqcuuuuuu2()32()3arefbrefcrefref

3、refrefrefrefrefuVuVuV13aLabLbcLcacLacaLbabLcP uiuiuiQu u iu u iu u i101212dqddcqdqdcdqs dds qqqdoddqoqdiLLim Ur iudtdiLLim Ur iudtduCCuiidtduCCuiidt2021-11-25112111(s)(T s 1)(s)1(s)(T s 1)PWMPWMPWMPWMKKWoiKKLsWciKKLT SLsKKWoiLs10.5PWMT KKL10.5PWMLKT K11(s)12WcisT2021-11-25122/Kp KihvT22221(s)(T1)(T1

4、)KvpsKvpsKviKviWovCCssssKvi22212vKihvCh T22235325PICKTCKT设计原则2021-11-2513四、仿真分析四、仿真分析2021-11-251400.10.20.30.40.5-1000010002000300040005000TimePQ800VK=0.144Kvp=0.1132Kvi=427.2此图验证了该分布式电源可以承担4000w、2000var的负载，而且起反应时间为0.1s，过程快速没有超调，稳定状态下功率输出稳定、误差小。2021-11-251500.10.20.30.40.549.949.9249.9449.9649.9850T

5、imeHz此图是是输出电压的频率变化曲线，由图可知额定电压变化在允许范围内，而且响应速度快，在0.2s时也达到稳定状态，频率变化小、纹波小有利于保持电网的干净，设备用电更安全。2021-11-2516800VK=0.144Kvp=0.1132Kvi=427.2此电压是双环控制器的给定电压参考值，其保持稳定对系统地准确实现有着重要意义。而且该电压值要在标准允许范围内，本文中系统实现的很好。00.10.20.30.40.5309309.5310310.5311TimeV2021-11-2517800VK=0.144Kvp=0.1132Kvi=427.2输出负载电压幅值准确，能快速达到稳定状态，而且

6、波形是较理想的正弦波。00.10.20.30.40.5-400-300-200-1000100200300400TimeV2021-11-2518800VK=0.144Kvp=0.1132Kvi=427.2输出的负载电流其相位会稍稍落后于输出电压的相位，而且其波形也是正弦波可以说明电路仿真的正确性。00.10.20.30.40.5-15-10-5051015TimeA2021-11-2519800VK=0.144Kvp=0.1132Kvi=427.2此图能更明确地表示出输出电压的相位和输出电流的相位之差。00.10.20.30.40.5-400-300-200-1000100200300400

7、TimeV/A20800VK=0.144Kvp=0.1132Kvi=427.2此波形是一个验证仿真正确的重要标志，该调制波幅值在-1和+1时，输出电压的幅值、频率效果最好，而且进行实验验证时也更容易实现。00.050.10.150.20.250.3-1.5-1-0.500.511.5Time2021-11-2521222200.10.20.30.40.50.60.70.80.9-10000100020003000400050006000TimeW00.10.20.30.40.50.60.70.80.9309309.5310310.5311311.5TimeV00.10.20.30.40.50.

8、60.70.80.949.8849.949.9249.9449.9649.985050.0250.04TimeHz23五、两台台电源并联仿真分析五、两台台电源并联仿真分析2400.050.10.150.20.250.30.350.40.4549.9549.9649.9749.9849.9950TimeHz00.050.10.150.20.250.30.350.40.4505001000150020002500TimeW两条线P1、P2重合00.050.10.150.20.250.30.350.40.45-20002004006008001000Timevar两条线Q1、Q2重合00.050.10.150.20.250.30.350.40.45310310.2310.4310.6310.83113