不同功率等级逆变器并联的改进下垂控制策略研究

针对多样性分布式电源(distributed power generation,DPG)在阻感性的低压微网中并联运行时线路阻抗不一致的特点,在传统无功下垂控制中加入电压补偿改善无功功率的分配效果,但分配精度较低,DPG间产生无功环流。该文提出一种不同功率等级逆变器并联的改进下垂控制策略,利用虚拟阻抗技术改善逆变器等效输出阻抗,提高系统对感性下垂控制策略的适用性;在无功下垂控制添加电压补偿的基础上,设计了具有自适应性的无功下垂系数,实现对无功输出的调节。搭建的Simulink模型仿真结果表明所提策略可将无功功率的分配误差由2.08%降到0.56%,有效抑制无功环流,保证微电网的稳定运行。     

基于自适应虚拟阻抗的分布式电源并联控制策略

当传统下垂控制策略应用于低电压微电网分布式电源并联系统时,其等效输出阻抗易受线路阻抗的影响而呈阻性,致使无功功率不能完成精准分配,破坏微电网系统的稳定性。因此,分析了低电压微电网系统的等效输出阻抗,并提出将自适应虚拟阻抗添加到电压电流双闭环控制方法,结合下垂特性可实现无功和有功功率的解耦,还能对产生的环流进行有效抑制;又利用CAN通讯技术通过引入电压补偿信号在线监测无功功率分配,以提高各分布式电源无功功率的分配精准度。最后通过在仿真平台建立两台逆变器并联运行模型,验证了该方法的可行性和稳定性。     

基于解耦理论的低压微电网下垂控制优化研究

线路阻感特性使低压微电网功率耦合严重,影响下垂策略的控制效果。文章利用相对增益矩阵分析低压微网功率耦合程度,提出在下垂控制中加入虚拟负电阻改善控制效果,并进一步分析了虚拟负电阻参数选择对系统稳定性的影响。分析结果表明:虚拟负电阻能够使逆变器输出阻抗呈容性,改善线路压降和无功补偿配置问题。理论分析证明了解耦理论与虚拟负电阻在改善低压微电网下垂控制策略方面的有效性。仿真分析进一步说明了所提出方法的可行性。     

基于功率解耦的微电网改进下垂控制策略

在中、低压微网中,线路存在较高阻感比,无法满足传统下垂控制的控制条件。对此,提出一种修正相角的改进下垂控制策略,通过将引入的转换矩阵用于功率变换中,构造出具有统一旋转角的下垂控制器,保证了系统在拥有高R/X值的线路下微源逆变器输出有功功率和无功功率的解耦。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建了两台逆变器并联的微电网仿真模型,将线路参数与逆变器接入情况不同的多种仿真结果分别与基于虚拟阻抗改进下垂控制的仿真结果进行对比,结果表明,提出的改进下垂控制策略解决了系统输出功率耦合的问题,且实现了功率合理分配。     

基于虚拟阻抗的并联VSG改进控制研究

低压微电网在孤岛并联运行时,往往存在功率耦合以及线路阻抗差异等问题,传统的虚拟同步发电机控制很难实现无功功率的精确分配且环流抑制能力较差。为了解决上述问题,本文首先设计了虚拟阻抗使系统等效输出阻抗呈感性,实现了有功和无功的解耦。其次,提出一种改进无功-电压环控制策略,在无功-电压环中引入公共耦合点电压反馈和积分环节,减小公共耦合点电压波动并提高了无功分配精度。考虑到引入虚拟阻抗虽能有效抑制环流,却造成输出电压幅值降落的问题,通过在无功电压环中增加虚拟阻抗压降补偿项,以抬高无功-电压环输出电压幅值,抵消引入阻抗所产生的电压降落。仿真实验结果验证了所提出控制策略的有效性和可行性。     

低压微电网中新型控制策略研究

对低压微电网中并联逆变器的控制策略进行研究,并针对受线路阻抗影响传统P-V下垂控制不能使有功功率按容量比分配,引入虚拟阻抗造成系统电压跌落以及非线性负荷引入谐波电流的问题,提出一种带互联线的电压恢复策略,并从滤波的角度提出一种与频率相关的新型虚拟电阻,然后将电压恢复策略和新型虚拟电阻结合成为新型控制策略。搭建仿真模型,仿真结果表明:新型控制策略使有功功率按容量比分配,可维持系统电压的稳定、实现对谐波电流的滤波。     

微电网孤岛模式下无功分配及电压优化分层控制策略

针对在微电网孤岛模式下并联运行的分布式电源采用传统下垂控制策略时存在无功功率受并网线路阻抗影响较大、电压偏离额定值等问题,提出了微电网孤岛模式下无功分配及电压优化分层控制策略,将微电网优化控制过程分为两层:初级控制层针对分布式电源无功功率受并网线路阻抗影响较大问题,提出变系数法下垂控制策略,根据下垂特性和线路特性约束方程调整下垂系数,实现无功功率精确分配;二级控制层应用多智能体一致性算法维持微电网电压稳定。仿真模型使用PSCAD/EMTDC搭建,结果表明,分层优化策略使无功功率合理分配的同时提高了微电网电压水平。     

基于下垂控制的微电网新型控制策略

文章提出一种适用于低压微电网运行的新型正弦虚拟有功-频率下垂控制策略。首先,通过坐标旋转变换实现功率的解耦控制,使传统下垂控制能够扩展应用到低压微电网中。然后,采用正弦虚拟有功-频率下垂控制,无须下垂限幅控制环节即可保证逆变器功率输出在功率限值范围之内,并且改进的控制策略在额定功率附近下垂系数比较大,可减小无功分配误差。最后,以Matlab/Simulink为仿真平台建立微电网仿真模型,仿真结果验证了所提改进控制策略的正确性和可行性。     

低压微电网孤岛模式下改进下垂控制策略

在孤岛运行的低压微电网中,传统下垂控制会导致频率和电压偏离额定值、无功功率分配精度较低等问题,为此提出了无稳态误差的有功—频率下垂控制和综合改进的无功—电压控制策略,分析了在有功—频率下垂控制中引入隔直环节实现消除频率稳态误差的原理,综合分析了下垂系数、虚拟电抗、输出电流补偿等无功—电压下垂改进措施对无功分配精度、系统稳定性和电压跌落的影响,实现了稳态时微电网频率无偏差,提高了分布式电源之间无功功率分配精度,确保了电压波动在允许范围内。仿真算例验证了所提出的控制策略的有效性,为低压微电网孤岛模式下的下垂控制提供了参考。     

一种可抑制环流的微电网逆变器并联控制策略

以孤岛微电网中的多逆变器并联装置为研究对象,在分析系统环流产生机理的基础上,通过在电压电流环采用准比例谐振(PR)控制,并引入虚拟电阻,实现逆变器输出电压的无静差控制,并使得逆变器的总输出阻抗尽可能地由虚拟电阻决定;提出用恒定参考电压替代传统下垂控制的方法,并分析恒定参考电压配合虚拟电阻方法与传统下垂控制在原理上的一致性。所提方法能有效抑制系统环流,仿真和试验可验证其有效性。