主動配電網(wǎng)并網(wǎng)變流器建模仿真技術(shù)研究.pdf

1、近年來，在能源轉(zhuǎn)型的大背景下，電力系統(tǒng)面臨高滲透率可再生能源和高比例電力電子裝置接入電網(wǎng)兩大技術(shù)挑戰(zhàn)，帶來一系列全新的技術(shù)需求。在新能源發(fā)電系統(tǒng)中，變流器作為聯(lián)系分布式電源與電網(wǎng)的必要接口，是實現(xiàn)并網(wǎng)的核心裝置，建立準確的變流器模型是分析研究關(guān)于分布式電源一系列關(guān)鍵問題的基礎(chǔ)和前提。分布式電源的種類、控制策略和具體參數(shù)都有很大差異，且由于各制造廠家的技術(shù)保密性，很難獲取核心數(shù)據(jù)建立準確的詳細模型，即便能夠掌握全部數(shù)據(jù)，建立準確的詳細模型

2、，往往也會由于模型過于復(fù)雜，不適合應(yīng)用于大規(guī)模主動配電網(wǎng)的仿真計算。而變流器的實驗建模則憑借著所需建模信息少、精確度高及占用資源較少等優(yōu)點，逐漸成為建模領(lǐng)域內(nèi)新的研究熱點和重要的研究方向。
　　本文基于實驗建模方法，通過黑箱建模技術(shù)，利用瞬態(tài)響應(yīng)分析對三相并網(wǎng)變流器的等值建模做了初步研究，并通過仿真和實驗相結(jié)合的手段進行了以下幾個方面的研究:
　　(1)詳細介紹了黑箱建模的建模思想、建模原理及方法等基本內(nèi)容。首先，根據(jù)二端口

3、網(wǎng)絡(luò)等效電路，推導(dǎo)了并網(wǎng)變流器的黑箱模型的拓撲結(jié)構(gòu)，確定黑箱模型的輸入/輸出物理量;其次，分析了建立黑箱模型的基本步驟和設(shè)計辨識實驗的基本原則;最后，針對實驗過程中由于交叉耦合效應(yīng)引起的參數(shù)耦合問題，利用引入去耦矩陣的方法有效消除了參數(shù)間的耦合。
　　(2)搭建了由實時仿真器dSPACE和Typhoon構(gòu)成的實時仿真平臺，并依托仿真平臺，建立了基于電壓電流雙閉環(huán)控制策略的并網(wǎng)變流器，以此代替真實的變流器，建立了變流器的黑箱模型。實

4、驗結(jié)果表明，黑箱模型具有高準確性和高擬合度。通過實時仿真平臺的搭建，驗證了黑箱建模方法的正確性。
　　(3)虛擬同步發(fā)電機(Virtual Synchronous Generator，VSG)技術(shù)是未來主動配電網(wǎng)中電力電子裝置必須具備的能力，具有虛擬同步發(fā)電機技術(shù)的電力電子裝置在配電網(wǎng)中的滲透率必將迅速增加，在進行主動配電網(wǎng)分析時，對這種電力電子裝置進行詳細模型的建模幾乎不可能實現(xiàn)，采用黑箱建模是一個很好的實現(xiàn)方法。首先，分析介紹

5、了虛擬同步發(fā)電機技術(shù)的控制思想和控制目標，及其控制策略;其次，在Simulink中搭建了含VSG控制算法的并網(wǎng)變流器仿真模型，利用虛擬同步發(fā)電機分別與電網(wǎng)和與傳統(tǒng)同步發(fā)電機并聯(lián)運行兩種模式驗證了VSG控制算法的正確性，并通過與普通變流器作對比，驗證了VSG算法在系統(tǒng)頻率發(fā)生波動時參與系統(tǒng)調(diào)頻，減小系統(tǒng)頻率波動的作用;最后，建立了基于VSG控制策略的變流器的黑箱模型，并對黑箱模型作了修正，建立了頻率與直流電流之間的函數(shù)關(guān)系，實現(xiàn)了代替變流