PDF《Aalborg Universitet》

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2 6] .因本地PLL的存在, 基于CCM - V S C 的单元将自动与所联的电网同步, 其对微网电压稳 定的影响类似于负荷扰动.而基 于VCM - V S C 的 单元主要功能是在孤岛运行状态下为微网提供频率 和电压支撑, 因此可作为主动同步方案的执行者. 1.

2 二次控制 二次控制( s e c o n d a r yc o n t r o l l e v e l ) 一般采用中 央控制器, 用于补偿因一次控制导致的电压和频率 偏差, 使其恢复至额定值.与一次控制相比, 具有较 慢的动态响应.并网同步协调控制和准同期检定一 般实施在该层.当准同期检定条件满足后给出合闸 信息, S T S 闭合, 从而微网切换至并网运行模式. 在该过渡阶段, 可通过适当的二次控制算法主动调 节VCM - V S C的电压指令, 使微网电压跟踪主电网 电压, 实现2种运行模式的无缝切换. 1.

3 三次控制 三次控制( t e r t i a r yc o n t r o l l e v e l ) 一般用于控制 微网和主电网的潮流以及微网内资源的调度, 实现 微网的经济优化运行.

2 准同期检定要求 按照I E E ES t d1

5 4 7―2

0 0 3标准[

2 7 ] , 微网并网 时需满足表1的准同期参数限制. 表1 I E E ES t d1

5 4 7―2

0 0 3准同期参数限制 T a b l e1 I E E ES t d1

5 4 7―2

0 0 3s y n c h r o n i z a t i o n p a r a m e t e r l i m i t s 系统容量/ k VA 频率偏差/ H z 电压偏差/% 相角偏差/ ( ° ) 0~5

0 0

0 .

3 1

0 2

0 5

0 0~15

0 0

0 .

2 5

1 5

15 0 0~1

00 0

0 0 .

1 3

1 0 用vm 表示微网电压矢量, 用v g 表示主电网电 压矢量, 则2个电压矢量的瞬时电压偏差为: | vm - v g |=| Vm e ( j ωm t+ θm 0) - Vg e ( j ω g t+ θ g 0) | (

1 ) 式中: Vm , ωm , θm 0和Vg, ωg, θ g 0分别为微网和主电网 电压的幅值、 角频率和初始相角. 若两者具有相同的电压幅值VN 和角频率ωN, 则|vm - v g |=2 VN s i n θm 0- θ g

0 2 ? è ? ? ? ÷ (

2 ) 由表1可知, 若系统容量在0~5

0 0k VA, 则并 网前相角偏差应小于2

0 ° .由式( 2) 可得, 最大电压 偏差将为3

4 . 7% VN.然而, 因大量电力电子变流器 的应用, 微网通常具有惯性小和过载能力差等特点. 为保证微网安全和在2种运行模式之间的平滑过 渡, 从微网角度而言, 并网有时需满足更严苛的标 准. 由式(

2 ) 可知, 若想瞬时电压偏差在5%VN 以内, 则相位偏差需在2 .

8 6 ° 以内.另外, 为确保稳定 操作和防止干扰, 这3个差值需维持在该限制内一 段时间( 如1 0个基波周期) .因此, 本文采用如图2 所示准同期检定条件.其中fm 和fg 分别为微网 与电网频率. 图2 准同期检定条件 F i g .

2 S y n c h r o n i z a t i o nc h e c kc o n d i t i o n

3 系统建模 3.

1 基于变流器接口的微网系统建模 依据上述分析, 基于变流器接口的微网系统简 化结构如图3所示, 其中z f 为变流器侧滤波电感阻 ―

6 1 ―

2 0

1 4,

3 8 (

8 ) 抗;

zC f为滤波电容阻抗;

zg 为网侧电感与线路阻抗;

VC 为滤波电容电压;

IL 为变流器侧滤波电感电流;

Io u t为输出电流;

下标i=1, 2, …, n, 代表VCM - V S C 1至VCM - V S C n 参数;

Ig 为电网电流;

z t 为电 网阻抗( 表征电网的坚挺程度) ;

z l o a d为微网集总负 荷. 图3 微网简化结构 F i g .

3 S i m p l i f i e ds t r u c t u r eo fm i c r o g r i d 若在合闸时刻, 微网与主电网之间的电压偏差 为Δv, 其中 Δ v= vm - v g, 根据叠加定理, Δ v 单独作 用产生的系统响应可用图4等效电路分析, 其中zo 为VCM - V S C总等效输出阻抗;