摘要
近年来，随着化石能源的逐渐匮乏及人们环保意识的增强，以煤和石油为首的能源供应体系面临着转型局面，各国也出台相关政策，鼓励清洁能源发电。在这种背景下，微型燃气轮机、光伏、风机等分布式电源蓬勃发展，伴随其共同发展的还有微电网的相关技术，微电网的存在使得分布式电源发电更具灵活性，而分布式电源自身动态特性也会对微电网产生影响。 微型燃气轮机是一种应用前景良好的分布式电源，具有污染少，效率高，维修简单的特点，因而受到广泛关注。本文从微型燃气轮机角度出发，探讨其组成单元对微型燃气轮机整体动态特性的影响，并研究微型燃气轮机整体对微电网的影响，具体内容如下。 首先介绍了当前微型燃气轮机的几种常见模型，对应用较为广泛的Rowen模型展开了深入探讨，分析其模型的各主要组成部分，指出该模型存在的局限性。有针对性的在原有模型中引入回热器和燃烧室压力动态变化环节，仿真结果表明新模型提高了燃料利用率，但也使得响应时间变长。为解决新模型中出现的问题，将原有的超前-滞后函数控制器替换为模糊PID控制器。仿真结果证明改进后的转速控制器使得新模型的转速特性得到改善。 其次，建立了含微型燃气轮机、永磁同步发电机、整流器、逆变器的双电源微电网模型，采用负荷和电源波动及单相接地故障两种情形验证其动态特性。仿真结果表明该微电网模型在承受两种动态变化时，母线电压保持基本不变，负荷功率分配受暂态影响小，具有良好动态特性。同时仿真结果也验证了整流器选择矢量控制与逆变器选择下垂控制这样各自独立控制方案的合理性。 最后，根据现有的实验条件和环境，搭建了微型燃气轮机动模实验平台，并进行了远程控制发电机运行的实验。利用硬件和通信协议传输发电机的启停及功率信息，编写了相关程序和实验计划，并对实验数据做拟合处理。拟合结果证明了实验方案的合理性，为下一步模拟微电网孤岛运行的动态特性实验打下了技术基础。
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