微電網逆變器互動作用分析及建模方法研究

《微電網逆變器互動作用分析及建模方法研究》是依託武漢大學，由孫建軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：微電網逆變器互動作用分析及建模方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：孫建軍
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

微電網相對於大電網存在系統規模和容量小、運行方式靈活、控制複雜等特點。尤其在微電網獨立運行時，失去外部大電源對電壓的支撐，使得各種微電網逆變器與微電網結構參數間存在頻頻寬、分布廣、參與元件多的耦合互動作用，這種互動作用的表象與微電網內的電能質量問題及同步穩定性密切相關，且是一個系統的問題。單獨從控制角度針對某一台微電網逆變器研究，無法把握互動作用的機理，也無法分析微電網全局的同步穩定性和穩態電能質量問題。項目提出藉助於數學拓撲上的同倫，建立微電網逆變器互動作用的一種模型表達方法,在保持原有耦合關係結構的前提下尋求具有普適性、完備性的同倫模型，研究模型參數與控制參數和網路參數的對應關係及模型分解和相關特徵值的計算方法，並為微電網的電能質量評估及微電網同步穩定性的分析提供理論和實踐上的依據。依託現有新能源發電與電力安全試驗平台，驗證建模及分析方法的可行性。

結題摘要

隨著微電網相關研究的開展，對微電網逆變器互動作用的機理、建模與抑制等問題逐步受到關注。本項目提出了考慮互動作用的微電網逆變器建模與穩定性分析方法，揭示了微電網逆變器互動作用的機理，為微電網多併網逆變器作用下電能質量評估與穩定性問題分析提供了理論基礎。本項目的難點是：由於互動作用的影響，同樣控制參數下併網逆變器中各種控制模組的特性有較大的變化，因此微電網逆變器本質上是一個複雜時變的非線性系統，其精確建模非常困難。本項目採用了諾頓等效模型、小信號建模與阻抗分析方法，並提出按照主導影響模組分析簡化建模，建立了適用不同頻帶的單相微電網逆變器阻抗模型；採用了動態相對增益矩陣原理，建立了多逆變器微電網的多輸入多輸出模型。通過以上所研究建立的模型，分析了逆變器互動諧振/振盪特性與逆變器類型及數量、逆變器結構控制參數及電網參數之間的關係。基於以上分析，本項目提出了微電網逆變器互動作用分析統一模型、基於哈密頓作用量的微電網逆變器同調等值判據及參數聚合方法；並針對孤島模式下提出了微電網多逆變器穩定性判據；本項目還從改進電流控制、增加全局抑制設備等角度，提出了抑制微電網逆變器互動作用引起的諧振/振盪問題的方法。通過仿真與實驗驗證了相關方法、模型與判據的可行性。