基于动态虚拟阻抗的多并联逆变器间环流抑制控制策略

孤岛微电网中基于下垂控制的各分布式电源逆变器并联运行,其参数差异会引发系统环流.为此提出一种基于动态虚拟阻抗的环流抑制策略.首先分析了采用下垂控制的逆变器并联时所产生环流的组成成分,得出无功环流占主导以及线路阻抗不匹配造成无功环流的结论.其次在虚拟阻抗中引入无功反馈项,实现无功精确分配,从而抑制无功环流.通过在电压控制方程中加入电压补偿项以消除线路压降,对传统的下垂控制策略进行改进,进一步抑制无功环流.最后在MATLAB/Simulink中搭建了3台逆变器并联的微电网模型,仿真实验结果表明,动态虚拟阻抗控制策略可以消除线路阻抗的影响,实现逆变器间无功功率的精确分配,解决多并联逆变器间的环流问题.     

基于等效阻抗的逆变器并联与环流抑制研究

低压孤岛微电网系统中,由于线路呈阻性,应用传统下垂控制往往存在功率耦合,当含有本地负荷时传统控制策略更加难以实现功率均分以及环流抑制.对此,此处提出了一种等效虚拟阻抗的逆变器并联控制策略以降低线路阻抗和本地负载不相等时引起的无功功率均分误差.首先分析环流和功率特性,得出端电压和线路阻抗与无功功率和环流之间的关系,基于等效阻抗计算方法对本地负荷和线路阻抗等效计算,根据等效阻抗设计虚拟复阻抗实现功率解耦控制.同时对传统下垂控制引起的电压跌落问题加入线路阻抗电压以及电流偏差补偿控制策略,缓解功率均分和端电压降落之间的内在矛盾.实验验证了该方法的有效性.     

基于虚拟同步发电机的多逆变器并联改进控制策略

针对低压微网中由于逆变器间的等效输出阻抗和输电线路阻抗的差异,使得采用传统虚拟同步发电机(VSG)控制的多逆变器并联功率均分及环流抑制效果较差问题,提出一种基于虚拟同步发电机的多逆变器并联改进控制策略。该策略首先在无功功率环中引入负载电压负反馈和积分环节,减小负载电压波动和实现无功功率与传输阻抗的解耦,提高无功功率分配精度。然后引入动态虚拟复阻抗,降低VSG输出电压跌落,改善电能质量。最后进行了预同步单元的设计,减小并联瞬间电流冲击,加快动态响应。改进后的虚拟同步发电机并联控制策略使输出电压能够稳定在正常范围内,实现了功率均分且具有环流抑制能力。仿真和实验结果验证了所提出控制策略的有效性。     

虚拟阻抗对不同电压等级逆变器并联系统的稳定性影响分析

利用虚拟阻抗技术对双闭环控制结构进行优化,可将逆变器的等效输出阻抗改善为强感性,提高传统感性下垂控制策略在低压微电网中的功率分配精度,有效抑制环流,但往往忽略了虚拟阻抗对系统稳定性的影响。鉴于此,推导包含虚拟阻抗、线路阻抗及公共点电压的三环控制传递函数,建立考虑虚拟复阻抗的不同电压等级逆变器并联模型,并利用戴维宁等效原理对模型进行简化,在多种工况下根据Nyquist稳定判据分析虚拟阻抗对系统稳定性的影响。结果表明：不同电压等级的逆变器并联系统在添加虚拟阻抗后仍可保持稳定运行。     

基于改进下垂法的微电网逆变器并联控制技术

为实现逆变器并联系统在线路阻抗不同情况下实现功率均分和环流抑制,同时为了提高系统的动态响应,提出了一种改进的逆变器并联下垂控制方法。针对传统下垂法反馈信号不可能准确测到等效线路阻抗后的公共节点电压,采用逆变器输出端电压推导出了改进功率计算公式,提高了微电网逆变器并联均流控制器的控制精度;针对微电网逆变器并联时不同电压等级连接线路阻抗不同引起的无功环流,设计了线路压降补偿环节,改善了逆变器并联系统的均流性能;针对利用低通滤波器计算功率时对并联系统动态响应的影响,在传统下垂法的基础上增加积分环节和微分环节,加快了系统的动态响应,消除了静态误差。仿真结果表明,该改进下垂控制法可以很好地实现逆变器的功率均分和环流抑制,提高了系统响应速度。     

低压微电网下垂控制策略研究

在孤岛模式时通过把逆变器等效输出阻抗设计成近似感性的前期条件下采用频率/有功、电压/无功的传统下垂控制法,但由于输出的无功与线路阻抗有关而各逆变器位置分散使连接线路阻抗存在差异,故难以实现无功功率的合理分配。本文分析传统下垂控制原理,并通过虚拟电抗法把逆变器的等效输出阻抗设计成近似感性,在此基础上采用一种改进下垂控制策略。该策略通过调节下垂控制中的参考电压来大致补偿线路阻抗差异上的电压降落,同时配合一个动态下垂系数来代替传统的固定下垂系数动态调节输出的无功功率,从而改善微电网无功功率输出的分配精度抑制系统环流。最后通过MATLAB/Simulink搭建两台逆变器并联运行模型并采用传统下垂控制与改进下垂控制相比较的方法验证改进控制策略的可行性。     

感性逆变器并联动态性能分析及多环控制策略

在低压微电网多逆变器并联系统中,应用传统下垂控制法会导致逆变器间的环流较大及功率均分精度较低,且往往会引起动态性能的问题。针对上述问题,该逆变器将其等效输出阻抗设计为感性,抑制逆变器输出阻抗和电网阻抗间的谐振,进一步降低电压畸变。通过设计感性虚拟感抗,给出了感性逆变器并联的多环功率精确分配方法,包括功率下垂控制外环、虚拟阻抗中间环及输出电压控制内环。并在传统下垂法中额外加入瞬态下垂分量,运用小信号建模分析表明控制方程系数的匹配能较大的影响瞬态响应,合理的参数设计有利于动态性能的提高。仿真和实验验证了所提控制方法的有效性。     

基于自适应虚拟阻抗的微电网控制策略研究

在低压微电网多逆变器并联系统中,逆变器等效输出阻抗一般呈阻性或阻感性,传统下垂控制方法会造成无功功率分配不均和系统环流.为解决该问题,提出了在传统电压电流双环控制环节引入虚拟阻抗,调节逆变器等效输出阻抗为感性,提高逆变器输出无功功率分配精度和抑制系统环流.为了进一步解决引入虚拟阻抗造成的系统电压降落,加入自适应控制,使虚拟阻抗值随着母线电压幅值波动在线调整,补偿逆变器输出电压参考值,减小母线电压偏差,提高供电质量.仿真结果验证了该控制策略的有效性..     

基于虚拟阻抗的逆变器并联控制策略研究

在低压微网孤岛运行中,基于下垂控制策略的逆变器并联控制会因控制器参数和线路阻抗的差异等因素出现功率耦合,难以精确分配输出功率,出现系统环流等问题.文中提出了一种引入虚拟阻抗的改进下垂控制策略.引入虚拟阻抗的负阻性部分减小线路的阻性分量,虚拟阻抗的感性部分增大系统的感性成分,减弱功率的耦合程度,提高功率分配精度和环流抑制效果.并在无功下垂控制中引入电压反馈和电压补偿环节,抬高逆变器的输出电压,减小电压降落,使逆变器并联运行拥有良好的供电质量.由Matlab/Simulink仿真验证了文中改进控制方法的有效性.     

虚拟复阻抗下的低压并联逆变器改进下垂控制策略

线路参数以阻性为主的逆变器并联系统中,通过在传统的P-f /Q-U下垂控制中引入虚拟阻抗实现负荷均分控制,会导致系统总阻抗增大,造成线路电压的进一步下降。针对上述问题,提出了一种基于虚拟复阻抗的改进下垂控制策略。通过设计虚拟复阻抗的值达到功率解耦的目的,并对下垂控制环进行改进。通过仿真结果分析,采用自适应下垂控制及电压补偿的方法,实现了微电网的电压补偿及功率均分,提高了电压质量,并保证系统频率在稳定的范围内波动,加快了系统的动态响应,提高了系统的稳定性。     

一种快速无功支撑的阻容性逆变器并联控制方法

在低压微电网多逆变器并联系统中,负荷突变会导致微电网电压波动,逆变器具备快速无功支撑能力是维持电压稳定的必要途径。该文通过将阻容性虚拟复阻抗引入到逆变器输出电流反馈中,提出一种快速无功支撑的阻容性逆变器(RC型逆变器)及其并联功率分配方法。该逆变器将其等效输出阻抗设计成阻容性,可实现微电网在公共连接点处的无功功率快速支撑,从而保持系统电压稳定,并可抑制逆变器输出阻抗和电网阻抗间的谐振,进一步降低电压畸变。在对阻容性逆变器进行等效建模基础上,通过设计阻容性虚拟复阻抗,给出该类逆变器并联的多环功率精确分配方法,包括功率下垂控制外环,虚拟阻抗中间环及输出电压控制内环。分析虚拟复阻抗参数对并联环流的影响,并选取合适的控制参数。仿真和实验验证了控制方法的有效性。     

基于虚拟电容的微网逆变器无功均分控制策略

在采用下垂控制的多逆变器微网系统中,针对线路阻抗差异所导致逆变器无功功率不均分问题,提出了基于虚拟电容的无功均分控制策略。该控制策略通过算法模拟逆变器输出端的并联电容特性,并根据线路阻抗差异自适应补偿线路阻抗压降,减小基频环流,提高系统无功均分能力。所提控制策略无需改变下垂特性,且无需检测公共点电压和线路阻抗参数,简化并改进了微网逆变器的无功均分控制。仿真和实验验证了所提方案的有效性。     

基于混合控制的微网逆变器新型鲁棒下垂控制

采用一种混合控制的微网逆变器新型鲁棒下垂多环控制方式,来平稳逆变器间无功环流,提高系统暂态响应与系统抗干扰性。引入比例-积分-微分(PID)控制环节来调节逆变器并网机理,改善并联逆变器过渡特性,实现逆变器超精准度功率均分。引入虚拟复阻抗来减少线路阻抗与输出阻抗误差,提高系统电压与频率稳定性。引入新型鲁棒下垂控制方式来降低暂态分量幅值及抑制系统冲击电流。最后通过仿真分析与实验验证了该控制方法的正确性与实用性。     

基于模糊自适应虚拟阻抗的微电网无功功率均分控制策略

当孤岛交流微电网中分布式电源的等效线路阻抗不一致时,运用下垂控制无法合理地分配无功功率,进而带来环流问题。为解决该问题,本文提出了基于模糊自适应虚拟阻抗的改进下垂方法。中央控制器计算各逆变器之间的无功差值和无功差值的变化量,然后发送到各逆变器进行本地控制。模糊控制器采集逆变器的无功信息自适应调整虚拟阻抗,以补偿因等效线路阻抗不一致引起的电压降落差,从而实现无功均分。同时为了应对逆变器输出端电压跌落问题,引入电压补偿环节,使输出电压恢复为额定值。最后通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提出控制策略的有效性。     

基于下垂控制的逆变器无线并联与环流抑制技术

分析了逆变器并联系统的功率传输特性及其环流特性,指出在感性连线阻抗条件下,并联单元间线路阻抗差异和输出电压偏差对系统无功功率的均分精度有很大影响。为此,提出一种自适应虚拟阻抗方法,在保证等效连线阻抗主要呈现感性的同时,可减小等效线路阻抗之间的差异,改善功率分配精度。在此基础上,进一步提出一种改进型下垂控制策略,通过引入交流母线电压反馈,将等效下垂控制曲线设计为非线性函数,可有效协调功率均分精度与输出电压跌落之间的内在矛盾,抑制环流,提升并联系统整体性能。最后,仿真及实验结果验证了理论分析和所提控制策略的正确性和有效性。     

基于虚拟阻抗的逆变器并联技术研究

在逆变器并联控制系统中,传统下垂控制对逆变器输出阻抗性质极为敏感。由于在实际电路中逆变器的输出阻抗以及与公共连接点的线路阻抗存在差异,导致逆变器间存在较大环流。本文在传统下垂控制中加入了虚拟阻抗,校正了输出阻抗性质,减小了逆变器并联模块间的环流。仿真实验表明,加入虚拟阻抗后,有效地抑制了系统的环流,提高了功率下垂效率。     

多逆变器并联下的输出阻抗分析和改进下垂控制策略研究

在分析低压微电网多逆变器并联基本原理的基础上,引入虚拟复阻抗,并给出一种改进的下垂控制策略。通过设计虚拟复阻抗参数值,使逆变器等效输出阻抗在工频处呈阻性,提高逆变器并联的均流效果。采用电容电压和电容电流双环控制,首先通过研究虚拟复阻抗中参数选择对于抑制环流的影响,进而确定基本的参数大小。其次,通过对比输出阻抗幅频特性,具体分析在不同参数情况下对逆变器输出阻抗特性的影响。再通过理论详细分析和计算,给出一种改进的下垂控制方法,并与虚拟复阻抗结合。最后,搭建仿真模型,选取上述经过理论研究的参数值,仿真验证分析虚拟复阻抗中参数对输出电压的影响以及改进下垂控制的可行性,证实所提方法的有效性和正确性。     

基于虚拟电容的并联逆变器无功环流抑制策略

微电网离网运行模式下,采用下垂控制的多台逆变器并联运行时,由于各逆变器系统等效阻抗与容量不匹配,使得并联逆变器间产生较大的环流。采用虚拟电容法使系统等效阻抗呈容性,可有效解决有功功率与无功功率的耦合和常规虚拟阻抗法引起的电压跌落问题,并设计了合理的虚拟电容的取值,同时分析了LC和LCL滤波器对系统高频环流的影响,仿真和实验验证了所提控制策略的可行性。     

基于无功偏差带电压补偿的VSG环流抑制策略

虚拟同步发电机(VSG)技术提升了微电网电力电子变换器惯性,降低了电压和电流的冲击幅值,提高了微电网稳定性,得到广泛应用。但线路阻抗参数不匹配会导致并联VSG无功功率分配准确度下降,在并联变换器间形成环流回路,针对并联VSG因线路参数不匹配引起的环流,提出一种考虑无功偏差带电压补偿的环流抑制策略,通过在电压控制环节引入电压补偿,跟随负荷变化调节电压补偿量、修正无功功率分配,抑制了并联VSG环流。仿真和实验结果表明所提策略提高了无功功率分配精度,降低了电压偏差,抑制了多机环流,实现了VSG多机友好互联。     

基于自适应虚拟谐波阻抗控制的孤岛微电网谐波均流策略

孤岛微电网中非线性负载带来了大量谐波,若各并联逆变器连接至公共交流母线的馈线阻抗与其额定容量失配,将使得谐波电流不能在各逆变器间均匀分配。固定虚拟谐波阻抗方法可以有效地提高谐波电流分配精度,但会影响公共交流母线电压质量。因此,提出了一种自动调节虚拟谐波阻抗实现谐波均流的控制策略。各逆变器根据其谐波电流的有效值构造实时变化的虚拟谐波阻抗,建立起谐波电流与虚拟谐波阻抗的自调整关系,重塑系统在谐波域的输出阻抗以匹配馈线阻抗,动态调整谐波电流分配,有效地提高了谐波均流精度,且兼顾了公共交流母线的电压质量,无需检测线路阻抗信息。仿真和实验结果验证了所提策略的可行性。