微电网电源控制.docVIP

第二章微电源的控制策略 本章主要讨论不同逆变电源的控制策略，首先分析了单个DG的常用控制方 法，然后研究微电网整体的控制策略。 2．1 DG的控制方法【7~11】 分布式电源分为三类，一类是传统发电模式，如柴油发电机、小水电等；另 一类是新兴的发电模式，如微型燃气轮机、燃料电池等；再一类是可再生能源发 电模式，包括风力发电、光伏发电。一般地，分布式电源都是通过电力电子接口 与电网连接。对燃料电池发电、光伏电池发电以及蓄电池等，产生的是直流，经 过DC／AC变换为50Hz的交流电；而风力发电、微型燃气轮机等通常先经过 AC／DC变为直流，然后再经过DC／AC变换为工频交流电。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。 逆变电源的一般结构通常如下图所示。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。 ，为了简化建模过程，我们做一些假设：若直流电源为光伏电池，我们将它看 作恒流源；若直流侧为燃料电池，我们将它看作恒压源。 由于燃料电池、微型燃气轮机等电源的时间常数较大，在10～200s之间。当 负载变化时电源功率输出不能及时增大或减小，因此直流侧电容器能够起到功率 调节的作用——当电源发出功率大于负载功率是电容器充电：而当电源发出功率 小于负载功率时电容器放电，以平衡瞬时功率变化。有时电容器可以用蓄电池代 6 替，但暂态稳定性不如电容器好。 2．1．1 PQ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。因此，首先研究如何控制逆变器的输出功率，哪些量影响有功和 无功功率的输出。 电压源逆变器能够控制输出的电压幅值和相角，而逆变器输出的电压相量与 交流侧电压以及连接电感共同决定了直流侧到交流侧的有功和无功功率，公式如 下： 当(印一以)足够小时，有功P主要由(以一以)决定，而无功功率Q主要由电 压幅值决定。因此，有功无功的控制就简化为逆变器输出电压的幅值和相角。 电压型逆变器PQ控制的基本电路如下【7]： 其中，Pref、Qref分别为有功无功定值，分别与测量到的交流侧的有功、无 功做差，经过PI调节器，分别控制逆变器的相角和幅值，从而达到控制输出有 功和无功的目的。 连接电感L的大小对控制也有很大的影响，根据图2．3的逆变电源输出的功 角特性知道，为了保证功率与相角之间的线性关系，(瓯一以)最好小于30度。 一般地，连接电感L取l～10ITlH。