在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中,同步發(fā)電機作為系統(tǒng)的主要電源占有支配的地位,而隨著大量基于電力電子逆變接口的分布式電源的接入,系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)慣性和阻尼分量相對會逐漸減小。為了能夠使分布式逆變電源具有同步發(fā)電機相似的特性,從而在大量分布式電源接入的情祝下,不降低對系統(tǒng)穩(wěn)定性起到重要作用的J噴性和阻尼分量,分布式逆變電源的虛擬同步發(fā)電機控制技術(shù)將會起到非常關(guān)鍵的作用。
在分布式能源的利用中,首先要做的步是通過分布式能源的本體系統(tǒng)。比如風力發(fā)電機、太陽能光伏電池板、燃料電池及微型燃氣輪機等,將大自然界的一次能源,如風能、陽光、氫氣及天然氣等,轉(zhuǎn)化為電能或者以中間能形式存在的機械能。第二步則是通過相關(guān)的電力設備接口,輸出滿足相關(guān)并網(wǎng)標準要求的電能,并終完成并網(wǎng)發(fā)電的過程。由于不同分布式電源間的動態(tài)特性不盡相同,在其利用方式上也會存在很大的差異。
在分布式電源中,除了少數(shù)的能夠直接并網(wǎng)外,大部分的分布式電源需要通過電力電子接口的變流器裝置來并入電網(wǎng)或者獨立運行。而這樣的利用方式?jīng)Q定了分布式發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)響應特性直接與電力電子接口的變流裝置及其控制系統(tǒng)相關(guān)。此外,這些電力電子并網(wǎng)接口起到的作用除了上面提到的二次轉(zhuǎn)換之外,
還具有電氣隔離、抑制電壓波動等。從數(shù)學模型上來說,分布式發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)響應特性是每個環(huán)節(jié)在各自時間尺度上動態(tài)特性的疊加,從而構(gòu)成了一個由多環(huán)節(jié)之間相互禍合的較強的非線性動力學系統(tǒng)。
分布式電源的種類多種多樣,且其控制策略及并網(wǎng)方式也不一樣,因此在系統(tǒng)分析及仿真過程中對模型的描述就顯得較為困難。對于各種不同的分布式電源,本文則重點針對課題所涉及的分布式光伏儲能系統(tǒng)進行建模分析與控制策略研究。文中首先對光伏發(fā)電系統(tǒng)的原理進行說明,其次,建立光伏發(fā)電及儲能系統(tǒng)的數(shù)學模型,后,在此基礎上針對典型三相光伏并網(wǎng)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu),分析和研究其常見的逆變并網(wǎng)控制策略。