摘要
微电网是分布式电源灵活、高效利用的有效途径，它有并网和孤岛两种运行状态。实现微电网并网/孤岛间的平滑无缝切换是保障系统稳定运行、负荷可靠供电的关键。本文重点研究基于同步相量测量装置（Phasor Measurement Unit,PMU）的全逆变器型同步定频微网孤岛运行控制策略，提出同步定频微电网并网/孤岛无缝切换策略，以抑制切换引起的电压扰动和电流冲击。 本文以全逆变器型微电网系统为研究目标，着力解决微电网系统并网和孤岛两种状态切换时的相位突变、电压波动及电流冲击问题。主要工作如下：首先，对微电网系统级控制策略、逆变器控制策略以及双模式无缝切换时的控制策略进行了综述，分析了现有控制策略的优缺点，提出了同步定频微电网的概念。然后，针对微电网孤岛运行时各逆变器间同步问题，提出了基于PMU的全局统一时间产生方法，为微网内所有可调度型分布式电源（Distributed Generation,DG）逆变器提供相位同步信息，实现孤岛状态下微电网逆变器全局同步输出；同时利用逆变器频率可控的特点，控制各逆变器电压频率固定为50Hz。同时基于逆变器电压电流双环控制策略，根据PMU电流量测数据并考虑线路阻抗影响，实现各DG逆变器间的功率均衡分配。最后，分析了微电网孤岛、并网两种运行模式切换暂态过程中可能扰动的原因，提出了利用PMU相角信息作为辅助判据的孤岛检测方法，以提高孤岛检测的精确性和快速性；根据逆变器并网、孤岛两种运行模式控制策略在结构和数量上的差异变化，提出了微电网并网/孤岛无缝平滑切换控制办法，解决微电网运行模式转换过程中电压波动、电流冲击以及相位跳变等问题。 为验证所提理论的有效性，利用Matlab/Simulink仿真软件搭建了微电网仿真模型，仿真结果表明，所提出的控制策略能够有效实现双模式之间的无缝切换。利用微电网实验平台对本文所提基于同步定频微电网逆变器控制策略试验验证，实验结果表明本文所提控制理论在实际工程应用中的可行性，为进一步的工程应用奠定了坚实的基础。
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