微电网中分布式电源逆变器数字多环反馈控制方法

逆变器是微电网运行与控制的重要基础,本文基于逆变器的离散数学模型提出了一种微电网中分布式电源逆变器的数字多环反馈控制方法。电流控制内环采用无差拍控制实现两个采样周期内对参考值的快速跟踪。中间的电压控制环在同步旋转坐标系下实现电压幅值和频率的解耦控制,并采用重复控制方法抑制周期性的扰动,能够有效地抑制微电网中不平衡和非线性负荷引起的负序和谐波干扰。外围的功率控制器通过模拟下垂特性实现与微电网中其他分布式电源逆变器之间的协调。本文还对各个控制环节的闭环稳定性进行分析和参数设计,并通过仿真实验证明了方法的有效性。     

独立微电网中功率精确分配与频率电压恢复控制

在独立微电网逆变器并联运行系统中,由于线路阻抗的影响,采用传统下垂控制时,各微源无法按容量比例精确分配功率.为了解决这一问题,深入分析了该系统运行时的负载功率分配原理,得出功率分配不精确的根本原因是两台逆变器的容量与其总输出阻抗不相匹配,因此提出了一种微电网分层控制策略.在第一层控制中,通过添加虚拟阻抗使得逆变器的输出总阻抗为感性,以削弱线路阻抗的影响;在第二层控制中,增加了无功功率的补偿控制,以提高各微源的无功功率分配精度,同时,还添加了频率和电压的恢复控制来消除各微源逆变器输出的频率和电压偏差.最后,基于Matlab/Simulink的仿真结果表明了所提控制策略的正确性和有效性.     

提高多逆变器并网运行稳定性的控制方法

针对微电网中多逆变器并列运行时功率分配不当导致分布式电源并网困难,特别是功率动态分配的情况下系统可靠性更加恶化的问题进行研究。首先建立了多机下垂控制模型,推导下垂系数与分布式电源容量的匹配方程,并分析系统的静态稳定性。其次,提出了一种下垂控制与虚拟同步发电机控技术相结合的功率控制策略。通过增大逆变器的惯性和阻尼系数,抑制了微电网的频率波动,从而在输出功率静态稳定的同时,削弱了分布式电源并网产生的冲击,提高微电网运行的稳定性。最后,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提控制策略的有效性。     

微网孤岛运行模式下新型频率控制方法

微电网孤岛运行时,基于下垂控制的并联逆变器可以按照运行要求分担负荷功率,但稳态频率会存在静态偏差。利用有功功率及其延时值,使逆变器在动态过程中具有下垂特性,且不影响频率的稳态值,通过原有下垂系数的调整可以保证频率质量符合要求,保证稳态时有功功率的合理分配。利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,仿真结果表明:所提控制策略具有良好的动态与稳态控制效果。     

基于相位补偿的并网逆变器改进下垂控制策略研究

文章主要针对微电网与区域电网并网条件下,研究了多个单相逆变器并联运行的协调控制策略。在考虑微电网与区域中大电网的并网过程中的功率能量流动情况,提出了一种基于相位补偿的改进下垂控制方法。仿真结论证明,在负载突变条件下,提出的算法可以对电网电压/频率进行协调控制。     

DFIG在微电网中的电压频率协调控制策略

为了抑制双馈异步风力发电机(DFIG)因自身有功输出波动导致的微电网电压频率波动,提高其对微电网孤岛运行下电压频率支撑的能力,研究分析了DFIG有功虚拟惯量控制以及定子侧无功功率极限,提出了一种基于f-P和V-Q下垂控制的DFIG电压频率协调控制策略.在DFIG V-Q下垂控制中引入逻辑积分环节,在不额外使用补偿装置下有效抑制电压频率的持续波动,并且在微电网电压频率跌落时,能够与其他采用下垂控制的分布式电源(DG)构成对等控制策略,共同为微电网提供电压频率支撑.最后在DIgSILENT仿真软件中搭建了微电网模型,仿真结果验证了控制策略的有效性.     

一种改进的微电网并联逆变器下垂控制策略

针对虚拟阻抗的引入会导致微电网逆变器输出电压跌落的问题,提出了一种改进的微电网并联逆变器下垂控制策略。首先,通过对基于感性虚拟阻抗的逆变器控制系统闭环传递函数以及感性虚拟阻抗变化对闭环传递函数影响进行频域响应曲线分析,说明了改进下垂控制方法的必要性。其次,通过下垂曲线分析提出基于虚拟阻抗电压反馈的改进下垂控制策略。最后,通过Matlab/Simulink进行仿真验证,结果表明:所提出的改进下垂控制策略不但可以解决逆变器输出电压降落的问题,而且提高了下垂控制的功率分配精度,维持了系统电压和频率的稳定,证明了所提出的改进下垂控制策略的有效性。     

基于自适应虚拟阻抗的下垂控制策略研究

低压微电网系统在多逆变器并联运行时,传统下垂控制策略由于自身原因会产生无功分配不均和系统环流,进而影响系统性能。加入虚拟阻抗虽能改善无功分配不均和系统环流,但会导致系统母线输出电压与标准值偏差过大。提出一种基于自适应虚拟阻抗的下垂控制策略,该策略基于传统电压电流双闭环控制环节引入自适应虚拟阻抗,通过自适应控制策略,该虚拟阻抗值能随着母线电压幅值的波动实时调整,补偿逆变器输出电压参考值,降低母线输出电压偏差,改善系统电能质量。仿真结果表明,该控制策略对抑制系统环流和减小母线电压偏差具有一定的可靠性与有效性。     

采用下垂特性的微电网控制研究

针对低压微电网中传统下垂控制存在的电压与频率偏差问题,建立了三相逆变器的数学模型,采用了改进的下垂控制,即电压恢复控制部分采用主从控制,由主控制单元平衡负载突变所引起的电压功率变化,频率恢复部分三个微源共同参与调节,同时加入惯性环节以使频率稳定在额定值附近。在此基础上进行了MATLAB/Simulink环境下的仿真和实验分析,验证了所采取控制策略的有效性。     

补偿因子可调逆变器电压外环线性自抗扰控制

为了提高微电网逆变器在参考电压变化和负载扰动下输出电压的暂态性能,提出将补偿因子视为可调参数的线性自抗扰控制（LADRC）策略. 通过建立同步旋转坐标系下的微电网逆变器模型,结合电流环比例调节器,设计以输出电压为状态变量的二阶LADRC;利用根轨迹和频域特性曲线分析补偿因子对系统稳定性、动态性能和抗干扰能力的影响,为补偿因子的调节提供理论依据;在此基础上给出LADRC和电流调节器控制参数的设计过程;并进行对比仿真和实验. 仿真分析和实验结果表明：通过适当减小补偿因子可以加快电压响应速度,减小超调,提高系统抗负载扰动能力.     

基于自适应虚拟阻抗的微电网无功均分控制

在微电网多逆变器并联系统中,由于微电网各逆变器之间存在输出阻抗和馈线阻抗不匹配现象,采用传统的下垂控制方法难以根据下垂系数合理地进行无功分配,同时还会产生无功环流问题。为提高无功均衡的精度,提出了一种基于自适应虚拟阻抗控制的控制策略。该方法在固定虚拟阻抗的基础上增加了积分环节,结合了改进的无功功率需求值来自适应调节分布式电源单元,最终补偿馈线阻抗失配,从而精确均分无功功率。此控制策略不仅无需提前预知馈线阻抗值,而且不需要通讯平台的参与,可在结构复杂的微电网中应用。研究结果表明:提出的虚拟阻抗无功均分控制方法相比于传统虚拟阻抗方法,其自适应能力和无功均衡性能更佳。     

dq0坐标系下微网电压电流双闭环下垂控制方法及其逆变器设计

下垂控制是在微网中广泛使用的一种控制策略,下垂控制的逆变器联网运行时,微源输出功率为下垂曲线在频率等于50 Hz处的功率值,逆变器相当于恒功率输出。在介绍了下垂控制的基本原理和具体实现方法的情况下,研究了下垂控制的逆变器并网运行时的特性,得出了线路阻抗和下垂系数均象征着并网过程中系统阻尼的结论,设计了下垂控制的功率控制器和逆变器输出端滤波器的参数取值,利用matlab模型对设计进行仿真,并设计了下垂控制离网运行时的频率恢复控制方法。     

微电网控制系统的分析与仿真

阐述了含有2个微电源的微电网在并网与孤岛模式运行下有功功率和无功功率分配问题.在电网中通过加入1个电压-无功功率下垂特性来改进电压控制的性能,通过有功功率-频率下垂特性改变,DR可由并网模式转为孤岛模式.此时,并不是直接控制DR的输出功率,而是由功率-频率下垂特性来决定输出值,使得2个DR都输入足够的功率来供给微电网中所有的负载.仿真结果表明,通过对控制器参数的设置,所设计的控制器能够使微电网在并网和独立模式运行时的有功功率和无功功率得到合理分配.     

基于改进变参考电压法的下垂控制策略研究

微电网在孤岛模式下多逆变器并联运行,并联系统采用传统下垂控制策略时,存在由于线路阻抗差异造成无功功率分配不合理的问题,为解决此问题对现有文献中的变参考电压法加以改进。提出针对线路阻抗差值通过功率补偿系数匹配阻抗差值来调节各逆变器的参考电压。该改进控制策略不仅实现了无功功率的合理分配和无功环流的抑制,而且避免了系统出现较大的电气波动,保证逆变器输出端电压的质量。在MATLAB中搭建两台并联逆变器的仿真模型,通过对比分析改进策略与传统的下垂控制策略。仿真结果验证了该改进策略兼顾功率的合理分配和输出端的电压的稳定性的制两方面的要求,有效抑制系统无功环流。     

基于直接磁链控制的并联逆变器下垂控制策略研究

在传统的下垂控制中,通过电压-频率下垂方法实现功率的分配,需要用到复杂的多重环路控制和Park变换,功率分配时频率偏差较大。针对这些问题,采用了基于虚拟磁链的下垂控制方法,通过磁链-相角下垂实现功率的调节。之后,设计了一种改进的直接磁链控制器,基于直接磁链控制(DFC)原理实现了磁链相角和幅值的控制,取代了传统下垂控制中的多重反馈环路和PI调节器,具有控制简单,动态响应速度快,磁链脉动小等优点。最后,利用MATLAB/Simulink软件搭建了具有两个并联逆变器的简化微网模型用以验证设计的控制策略的有效性。仿真结果表明,所设计的控制策略具有良好的动态响应和静态稳定性,并且与传统的下垂控制方法相比,具有更小的频率偏差。     

永磁直线伺服系统电流环延时补偿

为了解决永磁直线伺服系统电流环延时问题,讨论了电流矢量控制原理,并指出典型脉冲宽度调制（PWM）时序存在一个采样周期时间延迟的现象.在同步旋转坐标系电流解耦控制基础上,分析了由于时间延迟导致的逆变器电压给定值幅值变化与相位滞后的原因,并提出了相应的补偿方法,将逆变器电压给定值幅值乘以比例系数,并且对d、q轴耦合电压解耦.通过永磁直线伺服系统电流环实验,对比电流环延时补偿前后d、q轴电流响应,证明补偿后d、q轴电流性能明显提高,实验结果也验证了理论分析的正确性与补偿方法的有效性.     

基于逆变器直流侧电流控制的多微源并离网无缝切换

传统的多微源并离网无缝切换多采用无功-电压下垂控制策略,不能保证无缝切换过程的成功,且在孤岛运行时存在电压偏移的现象,影响微电网整体的电能质量。通过研究逆变器直流侧与交流侧电量的关系,提出了在储能逆变器控制策略中加入直流侧电流控制策略,消除了电压偏移和误调节的问题,提高了微电网在运行过程中的电压稳定性。     

基于自调节下垂系数的微电网控制策略

在微电网中,当R?X时,传统的下垂控制方法并不完全适用。分析得出:在低压微电网中,电压幅值决定换流器输出的有功功率,但电压为局部变量,在线路阻抗不同和负荷需求突变的情况下,各DG有功功率不能合理分配;为此,提出一种自调节下垂系数的控制策略,下垂系数随线路阻抗和负荷的变化而自动调整,从而实现有功功率的合理分配;仿真分析结果表明:在DG并联运行时,线路阻抗不同和负荷变动的条件下,该方法可以实现有功功率的合理分配,提高了微电网系统的稳定性。     

基于虚拟阻抗的微电网离网状态改进下垂控制

在有功功率-电压下垂控制(P-V控制)和无功功率-频率下垂控制(Q-f控制)基础上,引入虚拟阻抗环节,使得下垂控制可以应用于阻性低压微电网,并进行了相应的仿真。     

基于改进下垂控制逆变器的微电网控制

微电网一般连接在低压配电网侧。针对低压微电网输电线路电阻值大于电抗值的特点,采用一种基于P-U和Q-f的改进下垂控制策略,设计了控制器,用于微电网运行。以双分布式电源变负荷工况为例,在matlab/simulink下进行了仿真实验。结果显示,与传统下垂控制相比,采用的控制方法可有效作用于微电网,可加快微电网的调节速度,减小微电网的功率和频率波动,提高电网的供电质量。