基于虛擬電機(jī)模型的分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器及電壓穩(wěn)定性研究.pdf

1、分布式發(fā)電(Distributed Generation,DG)以其發(fā)電方式靈活、能源利用率高、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)日益成為傳統(tǒng)電網(wǎng)的有效補(bǔ)充,并網(wǎng)逆變器作為分布式電源與電網(wǎng)的接口,在并網(wǎng)發(fā)電中起著關(guān)鍵作用。本文以并網(wǎng)逆變器為研究對(duì)象,提出了abc自然坐標(biāo)系(Natural Coordinates,NC)、虛擬電機(jī)(Virtual Machine,VM)的概念,通過(guò)對(duì)虛擬電機(jī)磁鏈的準(zhǔn)確觀測(cè),解決分布式電源接入電網(wǎng)時(shí)電壓波動(dòng)和功率因數(shù)不高的問(wèn)

2、題。
　　與傳統(tǒng)的電壓定向和虛擬磁鏈定向不同,本文所介紹的方法將逆變橋輸出電壓的積分直接看作虛擬電機(jī)磁鏈,逆變橋以外的部分看作虛擬電機(jī),于是,虛擬電機(jī)部分類(lèi)似于一臺(tái)無(wú)限大的、由逆變器供電并以同步速恒速運(yùn)行的同步電機(jī)。同時(shí),建立 abc自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,提出了基于虛擬電機(jī)模型的分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器的自然坐標(biāo)無(wú)功穩(wěn)壓控制策略和準(zhǔn)直接功率控制(Quasi Direct Power Control,QDPC)策略。兩種方法均在自然坐

3、標(biāo)系下,通過(guò)虛擬電機(jī)磁鏈進(jìn)行定向,abc三相分相獨(dú)立控制,實(shí)現(xiàn)了有功電流和無(wú)功電流的解耦。
　　最后,通過(guò)Quaser8+dSPACE的半控制器全實(shí)物實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行快速實(shí)時(shí)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所介紹的兩種方法在無(wú)需任何坐標(biāo)變換、無(wú)需鎖相環(huán)節(jié)、無(wú)需交流側(cè)電壓傳感器的條件下均能有效運(yùn)行。VM無(wú)功穩(wěn)壓控制能夠快速、持久的保持交流側(cè)和直流側(cè)電壓的穩(wěn)定;VM-QDPC策略使逆變器運(yùn)行于負(fù)單位功率因數(shù),而且能夠在小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全無(wú)模型控制,