图2.6 PQ控制模型
2.2.3 仿真结果与分析
(1)仿真主电路
图2.7 仿真主电路
(2)仿真参数
MG采用PQ控制,额定输出P=50KW,Q=10Kvar
PI参数:Kp=110,Ki=3000
主网电源线电压380V,50Hz
Load为可变负载:
0~0.1s 为 50kw
0.1~0.2s 为60+j10 KVA
0.2~1s 为 80+j20 KVA
仿真时间1秒
(3)仿真结果
图 2.8 PQ控制下微电源输出电压和电流
图2.9 PQ控制下微电源输出有功和无功功率
图2.10 可变负载功率变化
图2.11 可变负载处相电压有效值和频率变化
(4)仿真分析
由上方各波形图可知,负载分别在0.1秒和0.2秒时都发生了变化,在这过程中微电源输出有功无功功率恒定,且为设定好的参考值,没有收到负载影响,当参考值修改时,它亦将随之变化,可见,PQ控制模块起到了很好的控制效果。
2.3 VF控制的微电源建模及仿真
V/f 控制器用在微电网孤岛模式下,其目的是让主控 DG 输出的电压恒定和频率基本不变满足电能质量的要求,确保其它从属微电压和负荷正常运行。
2.3.1 VF控制策略
V/f控制方法指通过控制微电源逆变器,使其输出的电压和频率为给定的参考值[29]。这种控制方式用在微电网的孤岛运行状态下,保证孤岛系统电压和频率稳定,并且在负载功率变化时能跟踪其变动。该控制实现的方法是,先给定逆变器出口的频率和电压的参考值,然后通过PI控制器来保持这个值,这个时候由微电源和逆变器组成的这个单元看做是系统的恒定电压,恒定频率的电源,其总体控制策略如图2.12所示:
图2.12 VF总体控制策略
2.3.2 基于SIMULINK的VF控制模型
根据上文所述VF控制原理,在MATLAB中实现仿真。
(1) 逆变电路
图2.13 逆变电路图
(2) VF控制模块
图2.14 VF控制模型
2.3.3 仿真结果与分析
(1) 仿真主电路
见图2.13。
(2) 仿真参数
MG采用VF控制,额定输出:线电压380V,50Hz
PI参数:Kp=110,Ki=3000
主网电源:线电压380V,50Hz
负载:50kw
仿真时间:1秒
(3)仿真结果
图2.15 VF控制下MG输出电压和电流
(4) 仿真分析
由上方各波形图可知,电压和频率都稳定在设定的参考值附近,纹波也比较小。当参考值修改时,它亦将随之变化,可见,VF控制模块起到了很好的控制效果。
2.4 微电网模型的搭建与仿真
2.4.1 微电网模型的搭建
(1)微电网主电路图
微电网仿真系统的示意图如下图2.16所示,在本例中,微电源有两类,分别为PQ控制和VF控制,具体参数会在下文中给出。系统接线为单母线结构,网内分三条馈线,分别接入一定的负载和微电源,配电网10KV电压经变压器降为0.4KV输给微网,由PCC控制微网的接入与否,正常运行时PCC闭合,PCC断开时孤岛运行,PQ控制微电源转为VF控制,或由VF控制微电源提供电压支撑,继续运行。
图2.16 微网仿真系统
(2)微电网模型参数
主网电源:线电压400V,50Hz
MG1采用PQ控制,额定输出P=20 kw,Q=0 kvar
MG2采用VF控制,额定输出:线电压380V,50Hz
负载:load1为20 kw ; load2为50 kw ; load3为20kw
线路:R=0.325 Ω/km;X=0.073 Ω/km
PCC: 0~0.25s闭合,并网运行
0.25~0.5s断开,孤网运行
仿真总时间:0.5秒
2.4.2 微电网的运行仿真
(1)仿真结果
图2.17 并网孤网切换过程MG1输出功率变化
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