基于虚拟阻抗的低压微网逆变器下垂控制策略研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:tonight000
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近年来,由于化石能源的短缺和电力需求的快速增长,以分布式发电为基础的微电网技术在电力系统中的应用更加的广泛。微电网中分布式电源大多通过逆变器作为接口变换器连入公共耦合点,多分布式电源的接入形成了微电网中多逆变器并联的环境。下垂控制作为并联微网逆变器的主要控制方式,无需通信线路即能实现功率的合理分配,具有很高的冗余性,然而传统下垂控制是基于高压条件下线路呈感性特征得出的,在低压微电网中,并联逆变器很难实现输出功率的合理分配。本文针对低压微网条件下采用下垂控制的并联逆变器间功率分配及电压稳定等问题进行研究。首先,以三相逆变器为研究对象,在对三相逆变器的数学模型及结构进行分析的基础上,对其电压电流双环控制参数及滤波参数进行设计,通过改变控制参数使逆变器呈不同阻抗特性。其次,根据逆变器功率传输特性,对下垂控制类型和适用范围进行探讨,通过小信号模型得出低压微网系统更适合采用P-V下垂控制,进而对低压微网条件下并联逆变器间功率精确分配条件及进行研究,并通过仿真验证所采用的下垂控制及功率分配条件的正确性。再次,并联逆变器输出功率和线路阻抗相关,引出基于虚拟阻抗的改进控制策略,并对虚拟阻抗法原理及实现方法进行了分析。针对采用虚拟阻抗控制策略在改善功率分配的同时造成的电压跌落问题,提出一种基于逆变器输出电压幅值反馈的改进方法,在引入虚拟阻抗之前对逆变器输出电压的幅值进行延长,有效改善了并联系统的电能质量。为了进一步提高并联逆变器功率分配精度,提出一种自适应虚拟阻抗控制策略,在虚拟阻抗中引入积分控制环节,通过功率信息自适应地调节虚拟阻抗数值,从而实现功率精确分配。最后,通过Matlab软件搭建了仿真模型,通过仿真验证了所提基于电压幅值反馈控制策略及自适应虚拟阻抗控制策略的正确性。
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