基于自适应虚拟阻抗的逆变器并联控制策略

低压微网中，各并联逆变器之间的连接线路因长度、损耗等不同导致各逆变器并联线路阻抗存在明显差异，在常规下垂控制下，各并联逆变器间有功功率存在无法均分的问题。针对上述问题，提出了一种基于虚拟阻抗的自适应控制策略。首先，以逆变器功率传输特性与阻性下垂控制方程为基础，分析并联逆变器在线路呈阻性时有功功率分配不均的原因；其次，在传统定值虚拟阻抗基础上，通过引入并联逆变器的输出功率差构造虚拟阻抗，自适应地补偿线路阻抗差异，在不获取本地线路阻抗参数的情况下实现功率均分；最后，在MATLAB/Simulink仿真平台上建立逆变器并联系统的仿真模型，进行验证和分析。结果表明，所提方法能有效实现逆变器间有功和无功功率的均匀分配，且适用于本地负载不同的情形。基于自适应虚拟阻抗的控制策略改善了并联逆变器间功率的均分水平，可为低压微网中并联逆变器功率控制的优化设计提供参考。     

孤岛微电网中逆变器并联功率与电压均衡控制技术研究

针对微电网中采用传统双环控制的逆变器并联系统功率均分精度较低以及输出电压和频率的偏移问题,分析了并联系统的功率均分机理及输出电压外特性,提出了一种基于虚拟阻抗和输出电压-频率瞬时值调节的逆变器并联运行功率与电压均衡控制策略。在传统的双环控制器中增加虚拟阻抗环,改善了输出阻抗特性,采用P-ω、Q-V下垂控制法提高了功率均分精度;同时加入输出电压幅值和频率调节环,对由下垂引起的电压、频率的偏移进行二次调节,能保证较高的输出电压质量。仿真和实验结果表明,所提出的功率与电压均衡控制策略使孤岛微网中的并联逆变器较好地均分负载功率,同时维持输出电压和频率为额定值,验证了所提算法的有效性。     

功率信息交互下单相逆变器并联控制

针对逆变器并联系统馈线阻抗失配引起的环流问题,通过分析传统阻性下垂的局限性,提出一种基于功率信息交互的改进下垂控制. 通过通信中心交互的平均功率信息,自适应调节有功下垂系数和所加虚拟阻抗,同时引入公共电压补偿项改善下垂机制引起的电压跌落问题.对所提方案改进并联系统功率均分性能的机理进行分析,并通过两台逆变器组成的并联系统实验平台进行验证. 结果表明:所提策略能够有效减小馈线阻抗失配时并联系统的环流,提高功率均分精度.     

基于坐标变换的微网功率解耦及限幅控制策略

传统的功率下垂控制在低压微电网中的直接应用会引起有功和无功功率的耦合问题,为此采用了基于坐标变换的虚拟功率下垂控制方法,并对其解耦特性、功率均分及限幅问题进行了研究.利用相对增益分析方法分析了采用坐标变换后系统功率的耦合程度,从理论上证明了当坐标变换矩阵与线路阻抗的阻感比相同时,虚拟功率下垂控制可以实现功率的完全解耦.针对线路阻抗差异而导致的功率无法均分问题,提出了通过增加虚拟负阻抗来实现并联逆变器间功率均分的方法.考虑到现有的虚拟功率下垂限幅范围与实际功率限幅范围的不对等性,提出了新型虚拟功率下垂限幅控制方法,将功率越限部分划分为8个区域,根据逆变器输出的实际功率确定其所属区域,进而采取相应的限幅调整措施.仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性.     

引入空载电压增益补偿的微网非同型逆变器协同控制

通过特性分析,提出非同型逆变器存在空载电压增益和等效输出阻抗的失配问题.推导阻性下垂控制下非同型逆变器并联的功率均分条件,进而提出一种引入空载电压增益补偿的改进下垂控制策略和虚拟阻抗法,提高非同型逆变器空载电压增益和等效输出阻抗的匹配程度.仿真结果表明:在非同型逆变器协同控制中,文中方法能够有效地提高系统的功率均分性能.     

基于改进下垂法的逆变器并联控制技术

针对低压微电网下并联逆变器在容量比和线路阻抗比不一致的条件下无法实现功率合理输出的问题,结合传统下垂方法提出了一种改进的控制策略。首先通过添加虚拟阻抗解决了传统下垂控制在低压微电网下不适用的问题,并且用无功功率输出比例关系和电压幅值限制的约束条件确定了最佳虚拟阻抗值。再通过添加电压降落补偿项、积分和微分环节以及电压动态反馈环节实现了逆变器功率的合理精确输出。通过仿真验证,该策略不仅能够完成功率的合理输出,同时在增加负载时响应迅速,具有较高的动态响应速度。     

含多分布式电源的孤岛微电网改进下垂控制策略

含多分布式电源并联运行的孤岛微电网,由于各线路阻抗差异,采用下垂控制策略无法实现无功功率合 理分配。为此,提出一种自调节虚拟阻抗下垂控制策略,通过无功功率调整虚拟阻抗,在不检测线路阻抗参数 的情况下补偿阻抗差异引起的输出电压差异,使各逆变器输出无功功率均等分配或按容量比分配。在Matlab / Simulink 中搭建含有两个分布式电源并联运行的孤岛微电网仿真模型,在两种情况下验证了改进下垂控制策略 能实现无功功率均分和按容量比分配。     

采用统一虚拟阻抗控制的逆变器并联系统

多逆变器并联控制常在各逆变单元中添加虚拟阻抗提高功率均分精度,为简化各种工况下并联系统中各逆变单元的虚拟阻抗控制逻辑,提出一种统一虚拟阻抗控制方案.首先,对各逆变器所需的虚拟阻抗值统一进行自适应调节,提高并联系统的功率分配性能,增强供电可靠性;然后,在PLECS软件中搭建由两台逆变器组成的并联系统仿真模型,验证文中方案的有效性.研究结果表明:文中方案能够适应线路阻抗差异,有效提高并联系统稳态功率的均分精度,实现输出功率的灵活分配控制.     

具备电压稳定和谐波抑制的分频下垂控制器研究

针对以分布式发电为主的微网中可能存在的谐波问题,设计出同时兼备能量转换和谐波抑制的复合型逆变器,可有效解决此类问题。利用分频下垂控制策略和虚拟阻抗技术有效解决多逆变器并联运行时各逆变器在基波及谐波域均按照各自的容量承担负载。通过研究目前分频下垂控制策略谐波抑制效果不佳及没有考虑新逆变器并入系统带来的问题。本文在谐波域下垂控制中引入电压闭环负反馈,避免了新逆变器并入系统带来的冲击对公共节点电压偏移和谐波抑制的影响,提高了下垂控制的鲁棒性。并且讨论不同容量逆变器下垂系数与虚拟阻抗设计时的比例问题,使得各逆变器在基波及谐波域均能按各自容量分配功率。最后设计出符合谐波抑制效果明显,电压偏移小,基波及各次谐波域内均能按容量分配功率的分频下垂控制器。通过PSCAD仿真结果验证了该方不但可以抑制谐波,改善公共节点电压偏移,而且各逆变器在基波及谐波域均可功率精确分配。     

一种400Hz逆变电源的无线并联综合控制方法

针对传统无线下垂并联控制系统稳态均流精度和输出电压控制精度之间存在的固有矛盾,以及输出电压幅值控制中存在的无功功率偏差的问题,本研究采用了一种新型并联综合控制方法,其中对幅值控制采用新的自适应下垂控制算法,以进一步提高无功功率的均分程度,同时电压精度与传统下垂法使用最小的下垂系数的输出电压一致;本研究采用虚拟阻抗使逆变器具有固定的输出阻抗,克服了由于输出阻抗不一致引起的环流过大;本研究还采用积分器补偿器,缓慢调整所有并联逆变电源参考电压的幅值和频率,使系统进入稳态后既消除环流又保证输出电压的控制精度。通过仿真验证了该方案的良好性能。     

具备电压稳定和谐波抑制的分频下垂控制器

针对以分布式发电为主的微网中可能存在的谐波问题,设计出同时兼备能量转换和谐波抑制的复合型逆变器,可有效解决此类问题。利用分频下垂控制策略和虚拟阻抗技术,有效解决了多逆变器并联运行时各逆变器在基波及谐波域均按照各自的容量承担负载。研究了目前分频下垂控制策略谐波抑制效果不佳及没有考虑新逆变器并入系统带来的问题。在谐波域下垂控制中引入电压闭环负反馈,避免了新逆变器并入系统带来的冲击对公共节点电压偏移和谐波抑制的影响,提高了下垂控制的鲁棒性。并且讨论不同容量逆变器下垂系数与虚拟阻抗设计时的比例问题,使得各逆变器在基波及谐波域均能按各自容量分配功率。最后设计出符合谐波抑制效果明显,电压偏移小,基波及各次谐波域内均能按容量分配功率的分频下垂控制器。通过PSCAD仿真结果验证了不但可以抑制谐波,改善公共节点电压偏移,而且各逆变器在基波及谐波域均可功率精确分配。     

无互联线逆变器并联控制技术

传统的有互联线逆变器并联方式容易引入干扰.为此,研究了一种有利于采用全数字化有功功率、无功功率检测的逆变器无互联线下垂控制并联运行方案.在双闭环控制逆变器并联的系统模型下对功率理论进行分析,引入了基于频率和电压的下垂控制方程并推导下垂控制参数,介绍了一种有功功率、无功功率检测(PQ)调节方式并得出相应计算公式.仿真结果表明,该控制方案可以使逆变器间在无互联线的情况下获得良好的动态和静态特性,使负载的有功功率及无功功率得到了均分.     

基于改进下垂控制的并联微源功率分配控制策略研究

针对传统下垂控制策略的多台逆变器并联孤岛运行时,因固有局限性及分布式电源之间的线路阻抗差异,会导致频率偏移、电压偏差和各逆变器不能按比例精确输出无功功率,导致系统不稳定的问题.提出一种新型改进下垂控制策略.将功率偏差量和电压偏差量引入传统下垂控制策略的串联校正环节中,提高有功-无功功率的分配精度,实现PCC处频率和电压...     

基于自适应滑模和下垂控制的微源逆变器并联运行策略

针对微源逆变器并联运行过程中存在的负荷扰动和功率分担精度问题,在组合式三相四线制逆变器拓扑的基础上,提出一种新的三环控制策略.该策略包含滑模电压内环、虚拟阻抗环和功率外环.其中,电压内环通过自适应鲁棒三阶滑模控制有效提高了逆变器的抗干扰和动态性能;在分析滑模电压闭环逆变器等效输出阻抗的基础上,分析了输出阻抗和线路阻抗对功率分配的影响机理,进而针对不同功率等级逆变器设计虚拟阻抗反馈系数,使逆变器等效输出阻抗呈阻性并满足功率分配的要求;最后,在传统下垂控制外环中加入暂态下垂项,用于消除系统中的低频振荡,并提高逆变器的动态性能.仿真分析和单相实验结果均验证了上述控制策略的有效性和鲁棒性.     

分布式并联逆变器解耦电流下垂控制技术

针对微电网分布式逆变器下垂控制并联系统,研究了不同容量逆变器并联时的功率流控制。线路阻抗的存在不仅会造成有功功率和无功功率的耦合,还会造成有功功率和无功功率无法按照额定的容量分配。本文在分析传统下垂控制原理以及解耦控制的基础上,提出了一种新型下垂控制方法。该方法不仅能实现有功功率和无功功率的解耦,而且能进一步实现有功功率和无功功率的精确控制。该方法可以消除线路阻抗对功率分配的影响。仿真和实验结果验证了提出方法的有效性。     

含恒功率和下垂控制机组的微网小信号模型简化分析

为了使微网小信号模型更加简练,分别只考虑采用下垂控制策略机组和采用恒功率(PQ)控制策略机组的下垂控制环节、直流侧电压和无功控制环节的动态性能.由于交流侧滤波电抗一般大于线路阻抗,近似认为采用PQ控制策略机组的输出功率取决于其逆变器桥臂输出电压的幅值和相角,从而可跟下垂控制简化模型相统一,便于小信号模型建立.针对取较大下垂系数难于保证功率分配外环稳定问题,在有功下垂控制环节中增设了前馈环节来改善系统稳定性,最后通过时域仿真加以验证分析结论.     

一种并联分布式微源的无功功率均分控制策略

在微电网多逆变器并联系统中,由于各逆变器之间的输出阻抗和馈线阻抗存在差异,因此,应用传统的下垂控制策略会导致逆变器间无功均分精度较低而造成环流问题。为了减小环流、提高无功分配的精度,提出一种改进型下垂控制的微电网无功均分策略。该方案利用低带宽通信获取各微源的无功功率信息,修改无功电压下垂特性曲线的电压偏置,达到提高无功出力分配精度的目的。同时,所提出的环流和负荷电压偏差为优化指标的目标函数,优化并设计控制参数。研究结果表明:改进的无功均分方法在不影响有功功率均分的条件下,极大提高了微源无功功率均分的精度,并具有良好的动态和稳态性能。     

微电网分布式发电逆变器下垂控制综述

由于环境问题和技术发展,可再生能源得到广泛应用,由其组成的微电网是未来主要发展趋势。本文主要介绍了微电网分布式发电逆变器下垂控制,包括传统P-f和P-V下垂控制及其稳定性,功率均分控制和下垂控制参数相关问题。文中也详细分析了微电网研究中的几个热点问题:功率均分控制、电压频率恢复、阻抗参数识别和通信,并在理论分析的基础上对现有的成果进行归纳总结。     

五电平电压型逆变器的变频SHE-PWM控制策略

采用两重H桥串联电压型逆变器输出五电平相电压,使用IGCT器件时可输出6kV线电压,适用于6kV电机变频调速装置。为改善逆变器输出电压的谐波特性,解决串桥之间功率的均分问题,提出了两种五电平SHE-PWM控制策略,给出了其实现原理,计算了3～50Hz内的变频变调制比的SHE-PWM开关角度,并在此基础上用数字仿真计算了各频率段下输出电压谐波含量。结果表明在不增加开关频率的前提下,比三电平逆变器消除的输出电压谐波次数更多,使逆变器输出LC滤波器的设计更加容易,同时可有效地均分两重串桥的有功功率输出。     

三相微网逆变器并联运行的新型三环控制策略

针对微电网的孤岛运行状态,非线性负载产生的谐波电流扰动和滤波参数摄动会严重影响逆变器输出电压的稳定性以及不同额定容量微源逆变器并联运行难以实现负荷功率的精确分配。在三相桥式逆变器的基础上,提出了一种新的三环控制策略,包括滑模电压内环、虚拟阻抗环和功率外环。最后,在理论分析的基础上,进行MATLAB/simulink仿真,验证了该控制策略能够降低输出电压的抖振和谐波畸变率,抵御滤波参数摄动,并且使逆变器满足功率分配的要求。