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交直流微網(wǎng)PCC無縫切換控制策略研究

作者: 時(shí)間:2012-10-08 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

微網(wǎng)主變換器采用如圖3所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),三相全橋拓?fù)?,包含LC輸出濾波器。側(cè)通過一個(gè)雙向DC/DC變換器連接到微網(wǎng)的母線上。主變換器為整個(gè)微網(wǎng)的中央器,決定了整個(gè)微網(wǎng)的運(yùn)行模式和開關(guān)的動(dòng)作狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)系統(tǒng)的。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/176140.htm

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3 微網(wǎng)運(yùn)行模式間的條件分析
微網(wǎng)在并網(wǎng)與孤島運(yùn)行模式間相互時(shí),由于主變換器在電壓源與電流源模式間的切換會(huì)存在一個(gè)暫態(tài)過渡過程,嚴(yán)重時(shí)將影響微網(wǎng)內(nèi)部負(fù)載供電,甚至波及電網(wǎng)。圖4示出微網(wǎng)與電網(wǎng)間切換時(shí)刻的等效電路框圖。由此可知,切換過程中加在微網(wǎng)與電網(wǎng)間線路阻抗Zg五上的電壓為:
△u=Eosin(ω1t+φ1)-Egsin(ω2t) (1)
微網(wǎng)流向電網(wǎng)的電流為:
ig=(uo-ug)/Zg=(Eosinθ1-Egsinθ)/Zg (2)
式中:uo為微網(wǎng)內(nèi)部由主變換器的微網(wǎng)交流母線電壓,uo=Eosin(ω1t+φ1);ug為電網(wǎng)電壓,ug=Egsin(ω2t)。

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由式(1),(2)可見,不考慮Zg的變化,ig的大小由微網(wǎng)與電網(wǎng)間電壓的幅值和相位差決定。
當(dāng)兩個(gè)電壓幅值相差1/1 000單位電壓時(shí),有:
ig=0.001Eg/Zg (3)
當(dāng)兩個(gè)電壓相位相差1/1 000整周期360°相位時(shí),有:
ig=Egsin(0.36°)/Zg=0.006 3Eg/Zg (4)
由式(3),(4)可見,即使相差同樣的倍數(shù),相位差所引起的沖擊電流是幅值差所引起沖擊電流的6.3倍。因此,微網(wǎng)切換過程中相位的精確至關(guān)重要。要達(dá)到微網(wǎng)運(yùn)行模式的切換,微網(wǎng)的電壓幅值和相位要嚴(yán)格控制為與電網(wǎng)電壓相同,特別是相位的一致性。只有達(dá)到無縫切換,才能保證本地負(fù)載和電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定。
通常,在達(dá)到正常并網(wǎng)要求條件時(shí)微網(wǎng)與電網(wǎng)的幅值和頻率差別不大,但相位可能差距很大,將會(huì)對(duì)負(fù)載和電網(wǎng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。

4 微網(wǎng)無縫切換控制
根據(jù)上述分析,在此提出基于調(diào)頻調(diào)相的微網(wǎng)無縫切換控制。主逆變器在并網(wǎng)前采用電壓源模式控制,當(dāng)需要并網(wǎng)時(shí),首先將輸出電壓頻率和相位調(diào)整為與電網(wǎng)一致,然后進(jìn)行并網(wǎng),同時(shí)變?yōu)殡娏髟茨J娇刂啤?br /> 該控制可使主從控制的微網(wǎng)相位和頻率快速跟蹤電網(wǎng)并進(jìn)行并網(wǎng),但其局限性在于微網(wǎng)的主逆變器需要實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)電壓,同時(shí)進(jìn)行控制模式切換,算法較為復(fù)雜。如果頻率和相位調(diào)整較快,電壓波形畸變也較為明顯,需要設(shè)計(jì)合理的調(diào)節(jié)步長(zhǎng)和時(shí)間來減小畸變。

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主逆變器并網(wǎng)控制框圖如圖5所示。當(dāng)要求并網(wǎng)時(shí),主逆變器的相位參考逐步調(diào)整為對(duì)電網(wǎng)PLL鎖相后的相位,當(dāng)判斷逆變器輸出相位與電網(wǎng)相位變化基本一致后,可以并網(wǎng)。這種調(diào)節(jié)算法可達(dá)到相位和頻率同時(shí)調(diào)節(jié)的功能。

5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
基于所提出的調(diào)頻調(diào)相的PCC無縫切換控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖6所示。

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關(guān)鍵詞: 策略 研究 控制 切換 PCC 無縫 直流

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