18、微涡轮发电系统与燃料电池技术解析

微涡轮发电系统与燃料电池技术解析

1. 微涡轮发电系统模拟分析

1.1 逆变器电压处理

逆变器的参考输出电压通过特定公式转换到 abc 坐标系，然后将 abc 坐标系中的可用电压与 PWM 电压控制块提供的三角波进行比较，最后为逆变器应用合适的开关模式。

1.2 模拟设置

为分析微涡轮发电（MTG）单元对配电系统的影响，使用 PSCAD/EMTDC 软件进行模拟。模拟中考虑的 MTG 系统结构包含压缩机、涡轮、永磁同步发电机（PMSG）、整流器、逆变器等部分，功率电子接口基于 AC/DC/AC 转换，系统参数有详细设定。模拟场景聚焦于在并网和孤岛模式下为不平衡无源负载供电的合适运行情况，所有时间函数以秒为单位，速度参考保持在 1 p.u. 恒定。

1.3 并网运行

• 控制策略 ：采用 P - Q 控制方案，在 t = 10 s 时，有功功率参考值 Pref 从 8 kW 变为 16 kW，无功功率参考值 Qref 从 1.4 kVar 变为 3.5 kVar；在 t = 20 s 时，恢复到初始值 8 kW 和 1.4 kVar。
• 运行结果
  • 功率输出 ：注入电网的有功和无功功率随参考点变化，系统输出功率相应改变。
  • 转子速度和燃料需求 ：转子速度在暂态变化后设定为 0.988 p.u.，功率增加时速度降至 0.977 p.u.，功率降低时恢复初始值；燃料需求与功率变化