孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)建模與仿真分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u20359孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)建模與仿真分析案例 1122581.1建立仿真模型 156491.1.1基于傳統(tǒng)下垂控制MATLAB仿真模型 2285971.1.2模糊PI控制改進(jìn)下垂控制仿真模型 362461.2仿真分析 6120101.2.1制定仿真參數(shù) 6259281.2.2仿真波形對(duì)比 71.1建立仿真模型為了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理，通過(guò)MATLAB/Simulink軟件將一個(gè)孤島微電網(wǎng)仿真模型建立了起來(lái)，如圖1.1所示。在此過(guò)程當(dāng)中，下垂控制電源分別是DG1和DG2。都可以連接公共負(fù)載。本設(shè)計(jì)的模型不加本地負(fù)載以減少局部負(fù)荷的影響。圖1.1孤島微電網(wǎng)MATLAB/Simulink仿真圖Fig.1.1IsolatedislandmicrogridMATLAB/Simulinksimulationdiagram1.1.1基于傳統(tǒng)下垂控制MATLAB仿真模型圖1.2顯示了微電源DG1的模型圖：圖1.2DG1MATLAB仿真圖Fig.1.2MatlabsimulationmodeldiagramofDG1圖1.3所示圖3.3的P-f和Q-V的傳統(tǒng)下垂控制結(jié)構(gòu)，建立的逆變器控制模擬模型。傳統(tǒng)的下垂控制模型主要由三個(gè)部分組成。圖1.3下垂控制逆變器MMATLAB仿真圖Fig.1.3MMATLABsimulationdiagramofdroopcontrolinverter內(nèi)置的電壓和電流雙回路控制模型如圖1.5所示。通過(guò)此模型可以加快響應(yīng)速度并且減少穩(wěn)態(tài)誤差和時(shí)間。圖1.4電壓電流雙環(huán)控制的仿真模型Fig.1.4Voltageandcurrentcontrolmodeldiagram1.1.2模糊PI控制改進(jìn)下垂控制仿真模型在MATLAB中，模糊規(guī)則表是基于FIS文件制作起來(lái)的。第一步是在編輯器中輸入電壓和頻率的偏差以及變化率，輸出是具有下垂控制系數(shù)kP和kI的控制系統(tǒng)，通貨緊縮控制的特定設(shè)定如下。如圖1.5所示，選擇了重心法。圖1.5模糊PI控制器輸入界面Fig.1.5InputinterfaceoffuzzyPIcontroller根據(jù)以下說(shuō)明，表4.1利用MATLAB模糊控制器編寫(xiě)模糊控制規(guī)則，圖1.6為模糊規(guī)則的特定編輯界面。圖1.6規(guī)則特定編輯界面Fig.1.6Rulespecificeditinginterface編輯模糊規(guī)則后，在“規(guī)則查看器”中可以實(shí)時(shí)確認(rèn)規(guī)則創(chuàng)建的輸入輸出。因?yàn)樾枰跁r(shí)間內(nèi)理解回環(huán)系數(shù)kP和kI的輸出的特定值，所以需要使用模糊規(guī)則來(lái)改善和改變不合理和不正確的位置，再經(jīng)過(guò)幾輪調(diào)試，最終才能得到準(zhǔn)確無(wú)誤的模糊規(guī)則表。圖1.7為動(dòng)態(tài)仿真環(huán)境模糊規(guī)則觀察器。圖1.7動(dòng)態(tài)仿真環(huán)境模糊規(guī)則觀察器Fig.6Fuzzyruleobserverindynamicsimulationenvironment如圖1.8所示我這篇文章設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)電壓合成模型。逆變器輸出頻率與基準(zhǔn)設(shè)定頻率ef的差被輸入到用于模糊推論的電壓頻率模糊控制模型中，適當(dāng)?shù)念l率控制系數(shù)由kmP和kmI求出。同樣，模糊控制器通過(guò)振幅電壓推測(cè)幅度控制系數(shù)knP及knI的電壓。模糊推論模型如圖1.9所示。圖1.8基準(zhǔn)電壓合成模型Fig.1.8ReferencevoltagesynthesismodelforfuzzyPIcontroller圖1.9模糊控制仿真模型Fig.1.9Fuzzycontrolsimulationmodel與傳統(tǒng)的下垂控制模型相比，電壓和電流雙環(huán)控制模型是相同的，所以就忽略不再介紹。1.2仿真分析1.2.1制定仿真參數(shù)為了驗(yàn)證本文所設(shè)計(jì)的模糊PI下垂控制策略是否合理有效，仿真模型中采用了下表中相關(guān)仿真參數(shù)。表1.1仿真參數(shù)制定Tab.1.1Simulationparameterformulation1.2.2仿真波形對(duì)比圖1.10為逆變器輸出電壓和連接公共點(diǎn)PCC處的電壓波形圖。(a)經(jīng)典下垂控制微電網(wǎng)電壓波形圖(a)Voltagewaveformofmicrogridundertraditionaldroopcontrol(b)模糊PI下垂控制電壓波形(b)VoltageunderfuzzyPIdroopcontrol圖1.13不同控制策略下電壓波形圖Fig.1.13Voltagewaveformsunderdifferentcontrolstrategies如圖1.14是在傳統(tǒng)控制和模糊PI控制兩種不同策略下的共享負(fù)載功率的微電源的輸出波形。(a)經(jīng)典下垂控制微電網(wǎng)功率輸出波形圖(a)Poweroutputwaveformofmicrogridundertraditionaldroopcontrol(b)模糊PI下垂控制功率輸出波形(b)Po