基于复合控制的多逆变结构功率均衡控制方法研究

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  首先,研究并构建了三相电压源逆变器(VSI)的拓扑结构,并对其滤波电路参数的甄选原则进行了设计,根据三相电压源逆变器(VSI)的拓扑结构分别建立了三相静止abc坐标系、两相静止αβ坐标系以及两相同步旋转dq坐标系下的数学模型,为使逆变器功率得到合理有效地分配,提出了针对多逆变结构系统的复合控制方法,为后续功率均衡控制方法研究打下基础。
  其次,对孤岛模态下搭载复合型非线性负载、不平衡负载以及复合型非线性不平衡负载的逆变器进行了一次控制,一次控制包含电压/频率均衡控制方法研究和不平衡均衡控制方法研究,电压/频率均衡控制研究通过下垂功率控制环、电压电流控制环以及虚拟阻抗环相互配合实现逆变器一次控制中电压/频率均衡控制,其中下垂功率控制环提出基于相位补偿的下垂功率控制与虚拟阻抗相结合的控制方法,在不改变系统功率分配的情况下,可以有效地保证系统稳定性,不平衡均衡控制方法研究通过陷波器滤除不平衡状态下正、负序电压、电流的功率波动,并结合PI控制器完成不平衡均衡控制研究,仿真结果验证了一次控制的有效性。
  最后,由于一次控制中控制器本身的特性会导致系统电压/频率出现一定的偏差,进而影响功率均分的精度,因此在一次控制的基础上对逆变器进行了二次控制。二次控制中加入了电压幅值控制和频率恢复控制,经过电压幅值及频率二次控制,可使电压幅值及频率维持在正常范围内,针对不平衡电压及电压谐波,在二次控制中加入电压正负序补偿控制器,并增设了谐振控制器,经过控制器的二次控制将正负序电压送至一次控制分布式发电单元的控制器中进行补偿,从而确保多逆变结构系统功率得到准确的均分,实现多逆变结构系统平稳可靠的运行。
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