第27卷第1期2012年2月；电力学报；JOURNALOFELECTR／CPOWER；V01．27；Feb；No．12012；文章编号：(2012)Ol一0；基于；Matlab／Simulink的下；岳，刘杏林，郭；垂控制微；电网动态特性的仿真与分析；杨俊虎，韩肖清，姚；凯，韩；(太原理工大学电气‘j动力丁程学院，太原0300；摘要：以一基
第27卷第1期2012年2月
JOURNALOFELECTR／CPOWER
文章编号：(2012)Ol一0015―04
Matlab／Simulink的下
岳，刘杏林，郭
电网动态特性的仿真与分析
杨俊虎，韩肖清，姚
(太原理工大学电气‘j动力丁程学院，太原030024)
摘要：以一基于下垂控制的微电网为研究对象，在Matalb／Simulink平台搭建仿真模型。对微电网并负荷和切除分布式电源进行了详细的仿真分析，同时研究了逆变器设置参数对微电网动态特性的影响，得出下垂控制的微电网是一个N+X冗余系统，可以实现DG和负荷的即插即用；调节逆变嚣设置参数可以调节微电网的动态特性。
关键词：下垂控制；动态特性；逆变器控制参数；负荷功率分配中国分类号：TM76
文献标识码：A
微电网是一个具有高可靠性、高灵活性的单一可控的电网【1．日。微电网可以接人各种类型的分布式电源(DistributedGeneration，DG)和负荷，DG可以是微型燃气轮机、柴油机、燃料电池、蓄电池等可控发电单元，也可以是风力发电、太阳能发电等具有随机性、间歇性的新能源发电单元，还可以是热电联供、冷热电联供等发电形式；负荷可以是电负荷包括敏感负荷、可控负荷、不可控负荷，也可以是热负荷或冷负荷。微电网可以针对不同的DG采取不同的控制策略，为不同重要等级的电负荷提供不同电能质量的电能【1卸。新能源DG的输出功率甫自然环境决定，难以与负荷功率实时匹配，因此微电网中需要安装可控发电单元，
介绍了论文采用的实现方式，理论分析了DG逆变器设置参数的调节作用。然后，运用Matalb／Simulink，搭建一微电网仿真模型，分析了负荷并网和DG切除对微电网动态特性的影响，并讨论了逆变器设置参数对微电网动态特性的影响。
1下垂控制的理论基础
下垂控制有两种实现方法17”ol：一种是根据测量系统的频率和逆变器输出电压幅值产生逆变器的参考频率和参考电压；一种是根据逆变器输出的有功功率和无功功率产生逆变器输出电压频率和幅值的参考值。本文采用后者，逆变器输出有功功率、无功功率与输出频率和端电压之问的关系可以表示为：
to=Ⅲo-mr,P．
不问断的为负荷提供电能M。可控DG是否能够快
速响应并良好地分配不平衡功率，成为了微电网稳定运行的关键【RI。
国内外对于可控DG运行控制的策略研究可以分为：主从控制、集中控制、分层控制、平均负荷功率分配控制、下垂控制等【6．1q。下垂控制模拟传统发电机与系统频率、无功功率与端电压之间的关系对DG逆变器进行控制，下垂控制对通信系统的依赖小、可靠性高，易于实现DG和负荷的即插即用和微电网运行模式的无缝切换，得到了国内外的广泛关注[6-7一Ol。
(2)V=V。一nqQ．
式中：y是逆变器端口电压的幅值；甜是逆变器输出电压的角频率；V。、O．I。分别是DG逆变器空载运行时的端电压的幅值和角频率；m。n。分别是P-w和p―y的下垂系数。
其中：∞。、m。称为逆变器的有功设置参数；
y。、‰称为逆变器的无功设置参数。动态调节∞。
和y。可以实现下垂曲线的平行移动，从而实现微
本文从DG逆变器下垂控制的实现方式出发，
收稿日期：
基金项目：国家国际科技交流与合作专项(2010DFB63200)。作者简介：杨俊虎(1986一)。男，顾士研究生，研究
电嘲二次调频的作用；动态调节％和nq改变下垂
向为电力系统运行与控制，(E―mail)yjh．oom
电力学报第27卷
曲线的斜率可以调节暂态过程中不平衡功率在DG间的分配，也可实现逆变器稳态输出功率调节。
稳态输出相同的有功功率，因为各逆变器有功设置参数(m。、∞j相同，而且同一微电网中各DG运
2微电网结构与参数
在Matlab／Simulink平台搭建图1所示微电网仿真模型。微电网电压等级为380V，DG逆变器采用三环控制【111。线路参数为：R。。=0．23
n，Rm，2--0．35
行频率相同(图2一c)，由式(1)可知各逆变器输
出有功功率相同，仿真结果与理论相同；在暂态过程DGl的最大超调量大于DG2，是因为节点N2
与Nl的电气距离小于N2与N3的电气距离。
2)图2-b所示负荷2并网后DGl与DG2输出的无
Q，X凇=o．58n；负荷参数：
功功率不再相同。虽然负荷2是一个纯有功负荷，
但是由于节点间线路参数的不同，DG在向负荷2输送功率的同时引起电压幅值的降落不同，使得逆变器端电压幅值的变化量不同，因而使得各DG输出无功功率不再相同。3)图2-c可见，如果逆变
Pl。dl=6kW，Qhdl=lkVA，Pl咀皿=4kW，Qlod2=0kV。A，
kW，Qlm=0．5
器有功设置参数(m。、山，L)不作调整，则扰动的结
果一定会带来频率的偏差。4)图2-d可见，DGl和DG2端电压始终不同，是对初始状态DG无功调节的结果。
312无功设置参数y。调节试验
微电网初始运行方式假定为负荷2与微电网断开联接，初始参数与3．1相同。t=1．5s时调节各DG逆变器无功设置参数V。。=221．09，V,n=222．11。
图1微电网结构
仿真结果如图3所示。
负荷并网扰动试验
微电网初始运行方式假定为负荷2与微电网断
开联接。初始运行方式达到稳定后，t=ls时负荷2
与微电网并网联接。DGl和DG2有功设置参数相
同：∞。1=6D，12．50．计，mpl--mp2=5×10-5；无功设置参数中n。均为1×10。，V。略有不同：
V庐220，V,a=220．5。仿真结果如图2所示。
图2可见t=ls负荷并网后，经过约0．3s的暂态过程，各DG趋于稳定。1)图2-a所示各逆变
图3负荷2并网时，然后调节无功设置参数，
各DG的响应特性
图3-b可见，调节无功设置参数矿。可以调节各DG输出的无功功率，而且对DG逆变器输出电压的影响不会很大，如图3-d。图3-a和3-c可见，调节无功设置参数y。调节各DG输出的无功功率，
同时也会影响DG输出的有功功率和频率，但是影
响不大，因为DG逆变器的端阻抗并非纯感性，P_山和Q．V没有实现完全解耦控制。
图2负荷2并网时各DG的响应特性
Q―V下垂系数凡。调节试验
微电网初始运行方式假定为负荷2与微电网断
开联接，凡。。=凡庐5×104其余参与3．1相同。仿
第1期杨俊虎等：基于Matlab／Simulink的下垂控制微电网动态特性的仿真与分析
真结果如图4所示。
图4负荷2并网时。调节Q-V下垂系数‰。
各DG的响应特性
图4．a和4．b与图2．b和2-d比较，可见，当
无功下垂系数吼增大，暂态过程中无功波动会变大，但是稳态过程中各DG输出的无功功率差值减小；无功下垂系数‰增大，当负荷波动时会引起
电压较大范围的波动。
P-to下垂系数m。调节试验
P_珊下垂系数m。对微电网动态性能影响的
微电网初始运行方式假定为负荷2与微电网断
开联接，7砩11=mr,2-1=5×10。5，mpl_2=m蚪=2×10r4和
rrtt,3-。=rap23=4×1旷，其余参数与3．1相同。分别改
变下垂下垂系数DGl输出的有功功率和频率如图5所示。
图5调节胁下垂系数m。．当负荷2并网时。
各DG的响应特性
图5可见，随着P-to下垂系数m。增大，DG逆变器输出参数波动性会变大，有功扰动引起频率偏差的会变大。微电网实际运行中m。不能太小，否则有功功率调节的精度会降低；‰也不能太大，
否则微电网的稳定性会变差【J2】。
3．4．2‰下垂系数‰影响DG间负荷功率分配
微电网初始运行方式假定为负荷2与微电网断开联接甜m--50．043
8×1001_r，co，12=50．&rr，
m庐5×10≈，mra=10×10。5，其余参数与3．1相同。
仿真结果如图6所示。
图6所示，当负荷2并网后DGl与DG2输出的负荷功率分别增加2．66kW和1．33kW；微电网运行频率略有下降，在稳定状态下各DG逆变器的
F垂系数m。不同时，负荷2并网各DG的响应特性
频率相等。可见，DG逆变器下垂系数影响不平衡功率的分配，DG承担的不平衡功率与逆变器下垂系数成反比，下垂系数小的DG承担的不平衡功率多，反之亦然。仿真也再一次证明同一电网中不同发电单元输出频率相等是电网稳定运行的必要条
件。初始参数中蛾，与OJ'。略有不同，是调节初始
DG承担的有功功率的结果。
3．5切除DG试验
微电网初始运行方式假定DG、负荷全部并网。DGl和DG2有功设置参数相同：∞。。=山。=
1r，‰l=mp2=5×10’5；无功设置参数
与3．1相同。t=ls时DGl切除；t=1．5s时负荷1切除；t=2s时调节tom=50．rr，使微电网运行频率恢复为额定频率。仿真结果如图7所示。
“8。1“一f增1’8
图7切除DG2。并调节有功设置参数时。
各DG的响应特性
图7说明微电网可以对DG切除的扰动保持稳
定运行，该微电网是一个l+1冗余系统，可实现
DG的即插即用；调节逆变器控制参数峨可以调节有功功率在DG间的分配，使微电网运行频率基本保持不变，做到无差调节。
(1)基于下垂控制的微电网是一个Ⅳ+x冗余
系统，可以实现DG和负荷的即插即用。
(2)DG逆变器下垂系
影响不平衡负荷功率
的分配，DG承担的不平功率与其逆变器下垂系数呈反比；DG逆变器下垂系数影响影响微电网的稳定性，随着逆变器下垂系数的增大，系统阻尼比减小，系统稳定性变差，甚至失去稳定。
(3)负荷扰动和DG扰动都会造成电压和频率的偏移。动态调节逆变器控制参数，可以调节有功功率和无功功率在DG间的分配；可以消除无功功
率在逆变器间的流动；可以实现频率的无差调整。
(4)P-w和Q―V解耦控制实现的好坏依赖于逆变器端阻抗的特性，当端阻抗感性程度减小时，解耦控制不再能够实现。此外，下垂控制响应速度较慢，其响应速度依赖于下垂系数的大小，增大下垂
系数可以加快响应速度。
参考文献：
[1]鲁宗相，王彩霞，阂勇．等．微电网研究综述[J]电力系统自动化，)：100-107．12]盛鸥，孔力，齐智平，等新型电网．微电网研究综述EJI．继电器，)：75―81．[3]陈永淑，周雒维，杜雄．微电嗍控制研究综述[J]．中国电力，)：3i-35．
icrogridlJ]IEEETransIndAppl，)1[4]HERNANDEZ-ARAMBUROCA，GREENTC，MUGNIOTN．FuelConsumptionMinimizationofaM[5]陈达威，朱桂萍微电网负荷优化分配[JJ电力系统自动化，)：45―49
ATASJ，ela1．ControlStrategyforFlexibleM[6]GUERREROJM，VASQUEZJc，MicrogddB日sed
Electron，)：726．736．
673―681．
ParallelLine-interactiveUPS
Systems[J]．IEEETransInd
[7]郑竞宏，王燕廷，李兴旺，等．微电网平滑切换控制方法及策略[】]电力系统自动化，201l，35(18)：17―24[8]李培强，刘志勇，李欣然，等．应用综合控制策略的微电嘲建模与仿真[J]．)：
PESJA[9]PECASLO，MOREIRAc，MADUREIARA
916．924．
G．DefiningConm)IStrak,gies
hMieroGrtdsIslandedOperation[J]IEEETransPowerSyst，)：
110]KATIRAEI
F，IRAVANI
management
Straleglesfor
erSyst，)：ithMistributedGenerationUnitsLJJ．IEEETransPowMicrogridwultipleD
[11]POGAKUN，PRODANOVlCM，GREEN
Electron，)：613-624．
ModelingAnelysis
ofAutonomousOperationof
anlnverler-basedMicrogrid…．IEEE
TransPower
[12]BARKLUNDE，POGAKUN，PRODANOVICM，etal
utonomousEnergymanagementinAMicmgrldUsingStability―constrainedDroop
Controloflnverters[JJ．
IEEETrangPowerElectron．)：．
anceSimulationDynamicPerformandAroopControllednalysisoftheD
MicrogridBased
Matlab／Simulink
YANGJun―hu，Hai，HANXANXue，LIUXing-lin，GUOKiongiao―qing，YAOY
erEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，(CollegeofElectricalandPow
Taiytmn030024，China)
Abstract：Inthispaper，amicrogridbasedsimulationDistributedcontrol
iSmodeledin
droopcontrol
research，andthe
Matlab／Simulink。Twocases，that
connectedto
Generators(DG)disconnectedfrommicrogrid，are
analyzedin
detail．Theinfluence
parametersoftheinverters
heconclusionthedynamicperformicrogridisstudied．Tanceofm
isthatthemicrogridbased
droopcontrolN+Xredundantsystem．whereitiseasytoimplementto
parametersoftheinverters
Gandloads，andregulatingthecontrolplugandplayforD
dynamicperformicrogrid．anceofm
icperformance；controlKeywords：droopcontrol；dynam
powerdistilbution
parametersoftheinverters；load
[责任编辑：王静]
包含各类专业文献、生活休闲娱乐、文学作品欣赏、高等教育、幼儿教育、小学教育、行业资料、外语学习资料、各类资格考试、98simulink的下垂控制微电网动态特性的仿真与分析_图文等内容。
　为了使得微电网系统具有较好的控制性能和鲁棒性, 微电网所接入的微电源都是峰值...2.掌握 MATLAB 仿真工具中 simulink 各个功能模块。 3.光伏电池模型的搭建与... 　微电网运行与控制作业_电力/水利_工程科技_专业资料...Q-U 下垂特性控制模块的输入信 号,为各逆变电源之间...Simulink 的微电网模型 4.1 主电路模型本文在 MATLAB... 　微电网仿真_电力/水利_工程科技_专业资料。第1章 微电网动态运行特性仿真分析 1.1 微电网系统仿真模型本章在 PSCAD/EMTDC 中建立了微电网模型。其中,大电网用 ... 　器的假设前提下,分析了微电网孤 岛运行的动态特性...文献[3]介绍了基于下垂特性控制的微电网 在孤岛运行...五、 运用 Matlab 进行仿真分析: Simulink 模块中... 　针对内蒙古电科院微网系统实验平台,在 MATLAB/Simulink 仿真软件下搭建仿真模型,对微 网中并网和孤网不同运行情况下的控制方法进行研究,并对其进行仿真分析。在分析... 　控制作为仿真平台的控制方式,详细阐述了该控制方式 ...有效的微电网控制策 略,主要包括:基于下垂特性的...微电网控制器的总体结构及控制单元的 Simulink 实现... 　基于simulink的带有MPPT功的光伏电池的仿真_电力/水利...通过对其非线性特性的分析提供了最大功率跟踪控制算法...4 第一章 绪论 图 1-2 风能与光伏混合微电网... 　微电网下垂控制的稳定性、功率分配与分布式二级控制_...制器有额外的性质保持功率共享特性的主要下垂调节器...的 鲁棒的电压动态 目前的分析基于这样的假设,乘积 ... 　利用 Matlab/Simulink 或 PSCAD 软件搭建了下垂控制 器的仿真模型并设计仿真算例...控制策略的微电网仿真模型,对其孤岛、并网及运行方式切换时的运行 特性进行了仿真...君，已阅读到文档的结尾了呢~~
微电网下垂控制策略,微电网控制策略,下垂控制,下垂控制原理,下垂控制基本原理,什么是下垂控制,变频器下垂控制,电压下垂控制,变频器下垂控制原理,下垂控制 百科
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
微电网下垂控制策略
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer--144.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口工具类服务
编辑部专用服务
作者专用服务
基于下垂控制的微电网运行仿真及小信号稳定性分析
近年来相继发生的多起大面积停电事故，充分暴露了传统大规模电网的弊端。在能源危机和环境污染日益加剧的严峻形势下，世界各国开始关注基于可再生清洁能源的分布式发电技术。分布式发电具有许多优点，但大量分布式电源接入对大电网产生的不利影响制约了其发展，微电网的出现很好地解决了这一问题。微电网将分布式电源DG、负荷、储能单元及控制装置组合成一个单一可控的系统，既可与大电网并联运行，也可在大电网故障时孤岛运行。良好的运行控制是微电网实现诸多优势的前提，微电网的惯性小，容易受到扰动而产生振荡，所以对其稳定性的研究必不可少。　　
基于下垂控制的微电网可以实现孤岛运行时电压和频率的自动调节，无需借助于通信，因而可以提高系统的可靠性，易于实现微电源和负荷的即插即用，而且运行方式变化时微电源不用改变控制方法，可以实现微电网运行方式的无缝切换。　　
本文首先在分析微电源的输出功率传输特性和下垂控制原理的基础上，对下垂控制器进行了设计，针对低压微电网中线路阻抗呈阻性的特点，利用频域法对电压电流双环控制环节的传递函数进行分析，通过PI控制参数的设计使逆变电源等效输出阻抗呈感性，从而满足P-f、Q-U下垂特性。　　
其次，利用Matlab/Simulink软件搭建了下垂控制器的仿真模型并设计仿真算例进行了验证，在此基础上建立了采用对等控制策略的微电网仿真模型，对其孤岛、并网及运行方式切换时的运行特性进行了仿真研究，验证了下垂控制方法的有效性和对等控制策略的控制效果。　　
最后，建立了微电网孤岛运行时较完整的小信号状态空间模型，利用特征值法对孤岛微电网小信号模型的状态矩阵进行分析，得出不同参数变化时对微电网稳定性的影响:下垂特性系数增大会降低微电网系统的稳定性，线路阻抗参数较小时微电网系统容易失去稳定，并通过仿真验证了微电网小信号稳定性分析结论的正确性。
学科专业：
授予学位：
学位授予单位：
导师姓名：
学位年度：
在线出版日期：
本文读者也读过
相关检索词
万方数据知识服务平台--国家科技支撑计划资助项目（编号：2006BAH03B01）(C)北京万方数据股份有限公司
万方数据电子出版社您的位置： &
一种微电网无功均分的改进控制策略
优质期刊推荐微信扫描二维码，随时随地了解输配电网最新资讯和精彩活动，信息触手可得！
北极星站群
您当前的位置： &>&&>&正文
【推荐】下垂控制策略在高压微网功率均衡和电压调节中的应用
&&来源:电力系统自动化&&&& 10:08:25&&我要投稿&&
所属频道: &&关键词:&&
:下垂控制策略在高压功率均衡和电压调节中的应用：帅智康，莫尚林，王俊，沈征，等。微网能够有效地利用可再生新能源发电，并可通过合理的控制实现新能源和公共电网的有机整合，已成为充分利用新能源、解决电力不足和环境问题的重要手段。然而，随着各种分布式微源的大量接入，如何实现微源间合理高效的能量分配以及如何保证电压稳定性等问题日益突出。基于传统下垂控制&即插即用&的特性，充分利用高压微网的结构特征，采用近端无互联电压补偿型下垂控制策略，本文针对集中式高压微网系统提出了一种既可以很大程度提高微源间功率均衡分配能力，又能够减小公共连接点下降，维持电压稳定性的新型控制方法。1传统下垂控制策略在应用中存在的不足传统下垂控制在微网应用非常广泛。当微源采用Droop控制策略时，其输出可以按照预先给定的P-f和Q-V特性进行自动调节，无主从之分，因而可以实现对等控制。同时，其只需通过采集分布式微源近端电压电流信号，无需通信手段就可很方便地实现分布式微源的&即插即用&。然而，下垂控制策略存在如下固有缺陷：1）分布式微源的单位输出阻抗相等的情况下，才能实现微网系统功率的均衡分配，即微源按照各自的容量等比例输出功率；2）实现系统功率均衡，必定导致电压下降，即功率均衡的实现以电压下降为代价。2集中式高压微网系统结构特征一般来说，接口逆变器实现并网运行的方式分为2种：1）通过LCL滤波器装置，直接并网；2）串联并网。而高压微网并联并网运行的方式则为第2种，通过接入升压变压器，不但可以实现逆变器与下面网络的隔离，也可以升高微网工作电压，单接口逆变器型高压微网系统结构如图1所示。相对于低压微网，大容量高压微网系统中变压的等效电抗XTi是整个支路等效阻抗的主要承担者，因此可以不再采集LC滤波器输出口电压电流，转而采集变压器输出口电压电流VTi和iTi，使实现采集公用连接点电压的下垂控制策略效果成为一种可能。相关阅读：
投稿联系：陈小姐&&010-&&新闻投稿咨询QQ:
邮箱：（请将#换成@）
北极星输配电网声明：此资讯系转载自北极星电力网合作媒体或互联网其它网站，北极星输配电网登载此文出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。
11月7日，国家发改委、国家能源局召开新闻发布会，对外正式发布《电力发展十三五规划》。这是时隔15年之后，电力主管部门再次对外公布电力发展5年规划。上次发布需要追溯到日，当时的电力主管部门原国家经贸委发布了《电力工业十五规划》。期盼已久，《电力发展十三五规划(20
新闻排行榜}