【《孤岛微电网电源逆变器分析》1700字】

23/41孤岛微电网电源逆变器分析目录TOC\o"1-3"\h\u17197孤岛微电网电源逆变器分析 1231351.1孤岛微电网电源逆变器的构成 1153341.1.1孤岛微电网电路结构 1280111.1.2微电源逆变器结构 1133701.2微电源接口逆变器控制策略 3298631.1.1相关恒功率控制策略 3163871.1.2相关恒压恒频控制策略 457461.1.3相关下垂控制策略 51.1孤岛微电网电源逆变器的构成1.1.1孤岛微电网电路结构在孤岛微电网的系统中有很多的电子设备，主要的作用就是是实现不同电流的转换，比如水利发电最开始产生的是直流电然后转化成更实用的交流电。在母线的作用下，可以与公共交流总线相连接，进一步保障了公共负载提供功率。同时本地的负载按自己需求获得自己所需要形式的供能。图1.1是岛微电网的结构示意图。图1.1 孤岛微电网结构组成图Fig.2Isolatedislandmicrogridstructurecompositiondiagram1.1.2微电源逆变器结构如图1.2所示为单台微电源三相逆变器拓扑结构电路图。图中DC表示一个无污染电源，直流电压在三相逆变器的作用下直接转化为交流电压，滤波电路用来消除逆变器中的谐波，正弦电压为负载Zabc提供电源支持，联通电网，可以减轻传统不可再生燃料发电带来的污染。在图中，Rabc和Labc是传输线的电阻和电感，iOabc是传输到公共连接点的电流，iZabc是输入到本地负载的电流。uuLabcuabciOabciLabc iabciZabcZabc图1.2 三相逆变器拓扑图Fig.1.2Three-phaseinvertertopologydiagram1.2微电源接口逆变器控制策略一般情况下，微电源逆变器可以采取一定的控制策略来达到微电网维持孤岛运行的电压和频率需求，这里控制策略常包括：恒功率控制、恒压恒频控制以及下垂控制。1.1.1相关恒功率控制策略恒定功率控制字面意思就是孤岛微电网电源的输出功率为定值，在恒定的范围内，输出的电压和频率上下波动。在恒定功率控制策略的控制的时候，可以动态追踪微电源的最大功率，同时对于微电源的工作效率也有很大的提高。如图1.4所示为整体控制原理曲线图。ffmaxffmaxfnfmin0PV0QrefQ频率特性(b)电压幅值特性图1.4恒功率控制曲线图Fig.1.4CurveofPQcontrol如图1.5所示为PQ控制的典型双环控制结构，其包括电流的内环控制模块及电源的外环控制模块两个部分。双环控制有很多优点，不仅稳定性好，精度高，此外，因为逆变器控制系统在内环控制作用下带宽被增加，还保证了低输出功率，这也意味着电压谐波被减少。图1.5恒定功率控制模型图Fig.1.5ModelfigureofPQcontrol如果想要微电源被恒定PQ控制，就需要为其提供高水平的电压幅值和频率，但是这种控制下的微电源无法提升控制范围，不然就会造成不稳定的系统情况，因此，PQ控制策略是比较适合大并联电网。微电源受PQ控制，所以对电压和频率的稳定性更加看重，因此电压和频率上下调节的范围不大。如果达不到要求，就会造成不稳定的系统情况。所以，采取该PQ控制策略时，就会在并网运行的微电网当中主要运用。当形态为孤岛式微电网时，虽然称之为孤岛电网，并不意味着就一个微电网自己独立运行，还需要另一个电网来配合以维持电压和频率的恒定，只有这样电网的运行才稳定。1.1.2相关恒压恒频控制策略恒压恒频就是微电网的电源电压和频率保持恒定来，使得输出功率固定范围内变化，一般而言，主要是电压和频率在微电网孤岛模式下维持系统稳定，为其余的微电源提供电压和频率参考，这就好比常规电源系统要实现一种平衡节点来提高其稳定性。(a)频率特性图(b)电压幅值特性图(a)Frequencycharacteristicdiagram(b)Voltageamplitudecharacteristicdiagram图1.6恒压恒频控制频率、电压特性图Fig.1.6FrequencyandvoltagecharacteristicdiagramsofV/fcontrol电压和频率特性图如图1.6所示，随机取一个频率值取值为Fref，则相应的电压为为Vref。为了有效确保电压和频率的稳定性，还应该将一个储能设备配备在恒压恒频控制中，但是因为其中具有较高的冗余度，而在逆变器之间且控制策略具有负载功率的分配，所以从理想状态下看这是不合理的。因此，还需要将恒功率应用来进一步配合控制，确保孤岛微电网能平稳运行。1.1.3相关下垂控制策略在研究对象上，传统发电机在下垂控制策略下设定了工频相关特性，此外，逆变器主要存在于控制微功率接口上，要在逆变器中运用这种独特关系。所谓的下垂控制具体指的是输出的功率在微电源出口电压下进行计算，下垂特性曲线在设定好的前提下，功率可以充当下一步运行的指示，它是基于输出电压频率和幅值为指令的。功率随着实际需要变化以后，输出