微网中分布式电源逆变器的多环反馈控制策略

对微网分布式电源逆变器进行了多环反馈控制器的设计与研究.在分析采用闭环控制的逆变器输出阻抗受线路参数和控制器参数影响的基础上,进行内环电压电流控制器的设计,电压控制器采用PI控制器稳定负荷电压,采用比例环节的电流控制器提高系统响应速度,并且设计控制器参数使输出阻抗为感性阻抗.在此基础上利用下垂特性设计外环功率控制器,实现微网内多逆变单元间的无线通信控制.所设计的多环控制器使微网联网运行时可以输出高质量的电能.当电网发生故障,微网由联网模式转到孤岛模式,分布式电源将自动调节功率输出,实现功率共享且不同模式之间的平滑切换.仿真结果证明了控制方案的有效性.  

基于改进下垂法的微电网逆变器并联控制技术

分析了典型微电网中逆变器并联系统的有功功率和无功功率环流模型，并针对传统下垂法控制的微电网并联逆变器的输出电压幅值和频率的不稳定问题，提出了一种改进的自调节下垂系数控制法，有效减小了微电网负荷突变等情况下母线电压幅值及频率的波动。同时，根据并联逆变器的输出无功功率调节自身输出阻抗，抑制微电网中逆变器之间的无功功率环流，减少由于无功功率环流引起的系统设备容量和线路损耗增加等问题，提高系统的稳定性和可靠性。仿真和实验均验证了该控制策略的可行性和有效性。  

微电网下垂控制中虚拟电抗的功率解耦机理分析

下垂控制在逆变器型微电网控制中得到了广泛应用。当线路呈阻性时,有功功率和无功功率存在较强耦合,影响了下垂控制的性能。目前提出了两大类解决方法:一类方法通过控制参数的选取使逆变器的等效输出阻抗在基频段呈感性,但该方法的输出阻抗受制于控制参数并且存在较大缺陷;另一类方法用逆变器输出电流和虚拟阻抗计算电压降,从指令电压中减去该电压降,达到模拟实际阻抗的作用,效果更优,但对其机理缺乏阐述,且存在逆变器输出电压偏差问题。文中分析了上述两大类方法的缺陷,探讨了一种虚拟电抗与虚拟发电机相结合的下垂控制方法,从理论上阐明其可行性并给出了具体实现方法。MATLAB仿真表明了所提出方法的有效性。  

一种微电网多逆变器并联运行控制策略

在微电网多逆变器并联系统中,由于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,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。在分析多逆变器并联系统中传统下垂控制法及逆变器输出阻抗对系统性能的影响基础上,通过引入感性虚拟阻抗,提出一种适合微网多逆变器并联的电压电流双环下垂控制策略。虚拟阻抗的引入使输出阻抗仅由滤波电感值决定,减少了逆变器输出电阻的影响;考虑线路阻抗的影响,提出一种新型改进下垂控制算法,通过对下垂系数进行修正,减弱了线路阻抗差异对并联均流的影响,提高了多逆变器并联性能。仿真与实验结果表明了该控制策略的正确性和有效性。  

适用于低压微电网的逆变器控制策略设计

低压微电网中线路阻抗呈阻性,为保证逆变器输出阻抗与线路阻抗相匹配,在逆变器控制策略中引入了阻性虚拟阻抗。分析了逆变器电压环积分参数对逆变器输出阻抗的影响,在保证逆变器稳定运行的前提下,提高电压环积分系数可使逆变器输出阻抗呈阻性。对微电网等效电路分析得出,调节逆变器输出电压幅值可以调节逆变器输出的有功功率,调节逆变器的频率可以调节逆变器输出的无功功率。微电网并网运行时,分析了参数检测误差对逆变器输出功率的影响,在下垂特性控制中,引入幅值和频率微调的比例—积分(PI)调节器,可实现逆变器输出功率的无静差跟踪。仿真结果表明,所提逆变器控制策略运行稳定,在并网和孤岛运行时都具有优良的性能。  

微电网逆变器电流下垂控制分析与实验研究

电流均分是微电网逆变器并联运行的关键问题之一。提出一种零输出阻抗电流下垂控制方法。和传统下垂控制采用功率变量不同，该方法采用电流为下垂控制变量，无需有功功率和无功功率计算。采用比例谐振闭环控制确保逆变器输出阻抗为零，消除了输出阻抗对电流均分的影响。理论分析、仿真和实验结果验证了所提出方法的有效性。  

基于虚拟同步发电机的微电网逆变器

本文根据微电网对逆变器性能的要求,借鉴同步发电机的经典数学模型,设计了一种适用于微电网的逆变器控制模型(虚拟同步发电机).该逆变器具有功率、电压、频率调节的功能,能够根据电网自身以及负荷的变化合理调整输出以满足系统的稳定性要求.在MATLAB/Simulink环境下搭建了该系统的仿真模型,仿真结果验证了该方法的正确性和合理性.  

微网孤岛运行时基于逆变器的新型功率控制

提出了一种在微网孤岛运行下逆变器无信号线功率分配的新型控制策略——动态功率平衡。当微网被动或主动地与上级电网断开时，微网会处于孤岛工作模式。在这种情况下，通过逆变器连接的电源则表现为电压源，其幅度和频率则通过下垂特性得到控制。然而，当负载重载或轻载时，这种下垂特性会产生大的频率偏移；平缓的下垂特性可以避免频率的过大偏差，但却使得逆变器之间难以功率分配。与传统的下垂控制相比，通过动态地改变大容量逆变器中下垂曲线的位置，动态下垂曲线控制则可将系统频率控制在一个设定的范围内，这样不但使得微网中大部分电源工作在额定功率下，在负载降低时也能充分利用新能源发电，同时这些逆变器仍可以保持原有的功率分配特性。还给出了控制方法的分析与设计，通过应用PSCAD/EMTDC仿真，验证了此种控制方法。  

一种三阶广义积分交叉对消电流反馈控制的多逆变器并联控制策略

在微电网多逆变器并联系统中,通过引入虚拟阻抗来改变逆变器的下垂外特性是常用的方法。针对虚拟阻抗的实现,提出一种三阶广义积分交叉对消电流反馈控制方法,可避免对输出电流求导,减少运算量,系统动态响应速度显著提高。所提方法由交叉对消反馈网络和多级基于三阶广义积分器的正交发生器环节两部分构成,分别实现带通效果和滤波功能,能较好地抑制输出电流中的直流分量和谐波分量,改善输出电压波形,减小其畸变率。分析该方法对系统阻抗幅频特性的影响可知,该方法仅影响系统基波频率处附近的输出阻抗,谐波处几乎不受影响,避免了虚拟阻抗引入带来的谐波放大问题。仿真与实验结果证明了所提方法的正确性与有效性。  

基于动态相量法的逆变型分布式电源微电网建模与仿真

微电网中变流器的电磁暂态过程加剧了微电网的动态特性分析难度,为了快速准确地分析微电网的动态特性,文中采用动态相量法建立了逆变型分布式电源微电网的动态相量模型。通过MATLAB/Simulink分别用动态相量模型和电磁暂态模型对含2个逆变型分布式电源的微电网进行仿真分析,仿真结果表明,动态相量模型在较高精度范围内近似电磁暂态模型,验证了模型的正确性和有效性。而且,所提出的动态相量模型在保证较高精度的同时,提高了仿真速度,节省了仿真时间,为复杂微电网的建模提供了一种新方法。