逆變器下垂控制

一種在分布式發(fā)電網中加強無線并聯(lián)逆變器動態(tài)性能的控制器**11分布式發(fā)電結構22微電源功率傳輸等效模型此處，直接將微電源等效成直流電源經逆變后得到的交流電源，并傳輸功率到公共交流母線上。其相量關系如圖：E為逆變電源輸出電壓的幅值，V為微電網公共交流母線電壓幅值，Z為線路阻抗的幅值，θ為線路阻抗的相角，Φ是以微電網公共交流母線電壓矢量作為參考時逆變電源輸出電壓矢量的相角。32.1逆變器輸出功率逆變器的輸出復功率如下：4

52.2單臺逆變器仿真62.3兩臺逆變器并聯(lián)逆變器作為與電網連接的接口，可以將直流電能轉換為頻率電壓可控的交流電能。既可以與電網連接工作在并網狀態(tài)，也可以單獨給負載供電即孤島模式。73下垂控制策略由微電源構成的微電網實質上逆變電源的并聯(lián)系統(tǒng)，逆變器并聯(lián)的控制目標即是實現單臺逆變器頻率、幅值、相位的一致，最終實現各逆變電源對負載電流的均分。根據前面對功率傳輸特性的分析，可以模擬傳統(tǒng)電力系統(tǒng)同步發(fā)電機的下垂特性，實現逆變電源并聯(lián)系統(tǒng)的無互線并聯(lián)控制，即下垂控制。其原理是：逆變電源檢測出各自輸出功率的大小，對有功無功兩部分進行獨立的解耦控制，利用下垂特性得到其輸出頻率和電壓幅值的參考值，從而合理分配系統(tǒng)的有功、無功功率。8首先利用測量模塊采集負荷點的電壓和電流，計算出微電源的輸出瞬時有功、無功功率，再經過低通濾波器LPF得到相應的平均功率。假設額定頻率運行微電源輸出的有功功率為Pn,fn和U0分別為電網頻率和額定電壓幅值，通過下垂環(huán)節(jié)得到輸出頻率和電壓幅值的指令f、u，指令f、u再通過電壓合成環(huán)節(jié)產生參考電壓，然后，參考電壓將作為電壓電流雙環(huán)控制器的輸入，最終將雙環(huán)控制器的輸出調制信號m輸入到SPWM模塊。93.1不同容量逆變器下垂特性可以看出，各逆變電源通過調整各自的輸出電壓頻率和幅值，使其降低到一個新的穩(wěn)定工作點，從而實現功率的合理分配。如果逆變器的下垂斜率相等，則在穩(wěn)定工作后，各逆變電源的輸出功率相等。如果不相等，斜率大的承擔較多的功率，斜率小的承擔較少的功率。通過這種人為的下垂控制可以實現系統(tǒng)的自動可調。當并聯(lián)逆變器輸出阻抗、輸出電壓幅值相位不一致時，并聯(lián)逆變器輸出功率不等，則將會有環(huán)流功率流過。103.2同容量逆變器下垂特性最終各逆變單元的進行功率均分。有功功率相等，無環(huán)流流過。113.3.1改進下垂控制結構1為了減少逆變器輸出阻抗對并聯(lián)系統(tǒng)的影響，又不在逆變器輸出端真正串如阻抗，加入虛擬阻抗后，逆變器輸出電流以阻抗壓降的方式從參考電壓中減去：當負載為非線性負載是，會有諧波電流引入系統(tǒng)，會使逆變器參考電壓中含有諧波，最終加大了逆變器輸出電壓的諧波含量，同時，由于諧波電流的頻率較高，在相同的虛擬電感下會產生較大的阻抗壓降，又降低了輸出電壓的控制精度，因此讓輸出電流先通過一個低通濾波器：123.3.2改進下垂控制結構2該結構將傳統(tǒng)的下垂斜率環(huán)節(jié)分別改成了有功PID無功PD環(huán)節(jié)，由原來的一階系統(tǒng)該進成三階系統(tǒng)，進而加強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性。134改進2電路PSCAD仿真14有功功率無功功率環(huán)流155.1討論問題1該論文在下垂控制環(huán)節(jié)進行了改動，由原來單純的比例環(huán)節(jié)該進成pdpid環(huán)節(jié)，即把控制環(huán)節(jié)階數提高，提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應和精確性。那么，也可以將現在的LC濾波環(huán)節(jié)改進到LCL濾波環(huán)節(jié)，也提高了階數，但LCL又有諧振峰，會產生不好的影響，因此又可引入電容電流和輸出電流雙電流內環(huán)與電壓環(huán)控制，那么與前些日子許德志的論文《多逆變器并網系統(tǒng)的輸出阻抗建模與諧波交互》又可以連接。2假設是改進電路1，即在電壓電流雙環(huán)前又引入功率給定環(huán)節(jié)，那么再把下垂斜率控制該進成PIPID控制，是否綴余，而且如果給兩個逆變器不同的功率給定值，相同的下垂系數，那么功率分擔又會怎樣？3改進電路2是兩臺并聯(lián)逆變器向同一負載供電，即工作在孤島狀態(tài)，那么在并網的時候是否也能直接這樣改進。165.2討論問題4現在是給定頻率和電壓幅值來對實時功率進行控制，也應該可以檢測實時頻率和輸出電壓來對給定功率進行控制吧。。。5這篇論文的兩臺逆變器是左右嚴格對