以FPGA進行不良電力品質下微網與市電同步併聯之實現

Realization of FPGA for Synchronization of Grid and Microgrid under Poor Power Quality

蔡宜廷(Yi-Ting Tsai)

指導教授 ： 洪穎怡

中原大學/工學院/電機工程研究所/碩士(2013年)

https://doi.org/10.6840/cycu201300908

摘要

一個包含分散式發電的微電網通常都會與大電網作連接並提供電源給負載，而大電網和微電網之間的公共耦合點必須符合相關標準。當故障發生時，微電網與大電網斷開後，此時微電網變成一個電壓不平衡和失真的系統。當故障排除後，微電網與大電網進行同步併聯。因此，本論文提出了一個考慮分散式發電三相電壓不平衡和諧波電壓的同步控制器。本文所提出的方法，是以不改變傳統的鎖相迴路（PLL）之前提下，進行微電網與大電網的同步併聯。最後，在Xilinx System Generator 模擬環境中實現此同步控制器，並在OPAL-RT中進行硬體迴圈模擬，以證實本文所提方法的可靠性。

關鍵字

分散式發電 ； 同步併聯 ； 諧波分量 ； 不平衡

並列摘要

A microgrid including distributed generation sources (DGS) is generally connected to a bulk grid to provide power to its loads. The point of common coupling (PCC) between the bulk grid and microgrid should meet relevant standards. The microgrid becomes a weak system with unbalanced and distorted voltages after it is disconnected from the bulk grid. This thesis presents a synchronization controller for the DGS considering imbalanced three-phase voltages and harmonic voltages. The proposed method can be implemented without altering the traditional phase-locked loop (PLL) circuit. Simulation results reveal that the proposed method is applicable in a microgrid. Finally, the proposed synchronization controller is realized by using Xilinx System Generator and is tested in hardware in-the-loop by using OPAL-RT.

並列關鍵字

Synchronization ； harmonics ； distributed generation ； imbalance

參考文獻

[25] 呂學德，以同時擾動隨機近似法進行風場永磁同步發電機之最大功率追蹤控制，中原大學電機工程學系碩士論文，民國95年7月。

[35] 張仁謙，風力發電系統孤島效應偵測技術，中原大學電機工程學系碩士論文，民國93年7月。

[39] 魏彥泓，應用ANFIS及小波轉換進行微電網之靜態開關晶片設計，中原大學電機工程學系碩士論文，民國101年7月。

[5] Balaguer, I.J. ,Qin Lei , Shuitao Yang , Supatti, U. , Fang Zheng Peng, “Control for Grid-Connected and Intentional Islanding Operations of Distributed Power Generation,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 58, No. 1, pp. 147–157, 2011.

[7] L.D. Zhang, L. Harnefors, and H.P. Nee, “Power synchronization control of grid-connected voltage-source converters,” IEEE Trans. on Power Systems, vol. 25, no. 2, May 2010, pp. 809-820.