逆變器下垂控制

1、*1 12 2此處，直接將微電源 等效成直流電源經(jīng)逆變后得到的交流電源，并傳輸功率到公共交流母線上。其相量關(guān)系如圖：E為逆變電源輸出電壓的幅值，V為微電網(wǎng)公共交流母線電壓幅值，Z為線路阻抗的幅值，為線路阻抗的相角，是以微電網(wǎng)公共交流母線電壓矢量作為參考時(shí)逆變電源輸出電壓矢量的相角。3 3逆變器的輸出復(fù)功率如下：4 45 56 6逆變器作為與電網(wǎng)連接的接口，可以將直流電能轉(zhuǎn)換為頻率 電壓可控的交流電能。既可以與電網(wǎng)連接工作在并網(wǎng)狀態(tài)，也可以單獨(dú)給負(fù)載供電即孤島模式。7 7由微電源構(gòu)成的微電網(wǎng)實(shí)質(zhì)上逆變電源的并聯(lián)系統(tǒng)，逆變器并聯(lián)的控制目標(biāo)即是實(shí)現(xiàn)單臺(tái)逆變器頻率、幅值、相位的一致，最終實(shí)現(xiàn)各逆變電源

2、對(duì)負(fù)載電流的均分。根據(jù)前面對(duì)功率傳輸特性的分析，可以模擬傳統(tǒng)電力系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的下垂特性，實(shí)現(xiàn)逆變電源并聯(lián)系統(tǒng)的無互線并聯(lián)控制，即下垂控制。其原理是：逆變電源檢測(cè)出各自輸出功率的大小，對(duì)有功無功兩部分進(jìn)行獨(dú)立的解耦控制，利用下垂特性得到其輸出頻率和電壓幅值的參考值，從而合理分配系統(tǒng)的有功、無功功率。8 8首先利用測(cè)量模塊采集負(fù)荷點(diǎn)的電壓和電流，計(jì)算出微電源的輸出瞬時(shí)有功、無功功率，再經(jīng)過低通濾波器LPF得到相應(yīng)的平均功率。假設(shè)額定頻率運(yùn)行微電源輸出的有功功率為Pn ,fn 和U0分別為電網(wǎng)頻率和額定電壓幅值，通過下垂環(huán)節(jié)得到輸出頻率和電壓幅值的指令f、u，指令f、u再通過電壓合成環(huán)節(jié)產(chǎn)生參考電

3、壓，然后，參考電壓將作為電壓電流雙環(huán)控制器的輸入，最終將雙環(huán)控制器的輸出調(diào)制信號(hào)m輸入到SPWM模塊。9 9可以看出，各逆變電源通過調(diào)整各自的輸出電壓頻率和幅值，使其降低到一個(gè)新的穩(wěn)定工作點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)功率的合理分配。如果逆變器的下垂斜率相等，則在穩(wěn)定工作后，各逆變電源的輸出功率相等。如果不相等，斜率大的承擔(dān)較多的功率，斜率小的承擔(dān)較少的功率。通過這種人為的下垂控制可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)可調(diào)。當(dāng)并聯(lián)逆變器輸出阻抗、輸出電壓幅值相位不一致時(shí)，并聯(lián)逆變器輸出功率不等，則將會(huì)有環(huán)流功率流過。1010最終各逆變單元的進(jìn)行功率均分。有功功率相等，無環(huán)流流過。1111為了減少逆變器輸出阻抗對(duì)并聯(lián)系統(tǒng)的影響，又不

4、在逆變器輸出端真正串如阻抗，加入虛擬阻抗后，逆變器輸出電流以阻抗壓降的方式從參考電壓中減去：當(dāng)負(fù)載為非線性負(fù)載是，會(huì)有諧波電流引入系統(tǒng)，會(huì)使逆變器參考電壓中含有諧波，最終加大了逆變器輸出電壓的諧波含量，同時(shí)，由于諧波電流的頻率較高，在相同的虛擬電感下會(huì)產(chǎn)生較大的阻抗壓降，又降低了輸出電壓的控制精度，因此讓輸出電流先通過一個(gè)低通濾波器：1212該結(jié)構(gòu)將傳統(tǒng)的下垂斜率環(huán)節(jié)分別改成了有功PID 無功PD環(huán)節(jié)，由原來的一階系統(tǒng)該進(jìn)成三階系統(tǒng)，進(jìn)而加強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性。13131414有功功率無功功率環(huán)流15151 該論文在下垂控制環(huán)節(jié)進(jìn)行了改動(dòng)，由原來單純的比例環(huán)節(jié)該進(jìn)成pd pid環(huán)節(jié)，即把控

5、制環(huán)節(jié)階數(shù)提高，提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和精確性。那么，也可以將現(xiàn)在的LC濾波環(huán)節(jié)改進(jìn)到LCL濾波環(huán)節(jié)，也提高了階數(shù)，但LCL又有諧振峰，會(huì)產(chǎn)生不好的影響，因此又可引入電容電流和輸出電流雙電流內(nèi)環(huán)與電壓環(huán)控制，那么與前些日子許德志的論文多逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的輸出阻抗建模與諧波交互又可以連接。2假設(shè)是改進(jìn)電路1，即在電壓電流雙環(huán)前又引入功率給定環(huán)節(jié)，那么再把下垂斜率控制該進(jìn)成PI PID控制，是否綴余，而且如果給兩個(gè)逆變器不同的功率給定值，相同的下垂系數(shù)，那么功率分擔(dān)又會(huì)怎樣？3 改進(jìn)電路2是兩臺(tái)并聯(lián)逆變器向同一負(fù)載供電，即工作在孤島狀態(tài)，那么在并網(wǎng)的時(shí)候是否也能直接這樣改進(jìn)。16164現(xiàn)在是給定頻率和電壓幅值來對(duì)實(shí)時(shí)功率進(jìn)行控制，也應(yīng)該可以檢測(cè)實(shí)時(shí)頻率和輸出電壓來對(duì)給定功率進(jìn)行控制吧。5 這篇論文的兩臺(tái)逆變器是左右嚴(yán)格對(duì)稱的，而且向同一負(fù)載功能。如果進(jìn)