逆变器并联功率解耦及鲁棒下垂控制方法研究

低压微电网线路阻性成分较大,下垂控制的功率耦合问题严重,基于坐标变换的虚拟功率下垂控制可以消除有功和无功功率控制的耦合问题,但虚拟无功功率的分配会受线路阻抗的影响,无法保证并联逆变器功率的合理分配。针对目前虚拟功率下垂控制方法的不足,提出基于该方法的功率鲁棒下垂控制策略,通过在传统逆变器电压电流双闭环控制的基础上增加公共耦合点电压有效值的反馈控制,使虚拟无功功率的分配不受线路阻抗影响,进而实现有功功率和无功功率的比例分配。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

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.     

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。     

微网孤岛运行模式下的改进下垂控制方法研究

受线路阻抗参数影响,传统的功率下垂控制难以保证并联微源输出的无功功率按其容量比合理分配。针对这一问题,提出了一种用于微网孤岛运行时的改进功率下垂控制策略,公共母线处的中央控制器向各并联微源的本地控制器发送无功功率给定值信号,通过积分器调节后实现下垂特性曲线的平移,保证并联微源输出的无功功率可以合理分配。此外,在无功-电压下垂策略中增加了公共母线电压有效值的反馈控制,保证了该处稳态电压为额定值;同时,在有功-频率下垂策略中通过减小下垂增益保证了系统稳态频率偏离额定值很小,加入了有功功率的微分环节,保证了下垂增益较小时系统仍然具有较好的动态性能。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

基于自适应虚拟阻抗的微电网分布式电源控制

针对直流微电网中线路阻抗不匹配时,传统下垂控制不能有效实现不同分布式电源之间电流的合理分配的问题,提出了一种基于自适应虚拟阻抗的分布式控制策略。各分布式电源基于一致性算法,利用本地和相邻电源的虚拟阻抗值和电流信息自动调节等效输出虚拟阻抗值,实现了负荷电流的合理分配。同时,在所提控制策略的电压环节增加了电压补偿控制器,通过动态调节下垂控制器的电压参考值,补偿不匹配的馈线阻抗引起的电压偏差。最后,利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

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.     

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。     

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。     

孤岛模式下微电网多DGs并联运行控制方法

为了解决分布式发电系统影响传统电网的电压控制和电能质量的问题,提出了一种孤岛模式下微电网多DGs并联运行控制方法.深入分析了微电网孤岛运行的并网控制机理,在并网运行和孤岛运行以及微电网从并网模式切换孤岛模式时,微电网智能稳定运行问题.在每个分布式发电系统中,设计控制方法,利用电压电流内环控制用于调节三相网侧逆变器,功率外环控制用于在微电网孤岛运行时,并联多个DGs之间分配功率.使用PSIM软件进行仿真,结果表明这种控制方法在微电网并网运行、孤岛运行都是有效的.     

面向多逆变器的微电网冗余群控策略

为了解决在微电网系统中多台逆变器的冗余群控的问题,提出3层式控制方法,第1层为新型改进的下垂控制,通过引入感性虚拟阻抗,使得逆变器等效输出阻抗仅由滤波电感决定,设计出稳定性优良的双环下垂控制器;第2层为同步控制,基于幅值和频率参考值正反馈的同步并网控制原理,采用公共连接点断路器两侧相位及电压幅值信息,对下垂控制进行反馈同步调节;第3层为补偿控制,结合补偿传递函数及下垂控制结构,设计出电压幅值与频率的补偿量模型,来弥补下垂过程中产生的稳态误差.结果表明,该控制策略可以满足微电网的可靠运行,具有良好的动态和稳态性能,真正实现了微电网中多台逆变器的冗余群控管理.     

网状多端高压直流输电系统负荷分配优化控制

为了确保高压直流输电系统中线路损耗达到最小,针对网状多端高压直流输电系统,提出了一种基于改进型下垂控制的负荷分配优化方法。该方法通过引入目标变换器相邻两台变换器的电压和电流信号,取其平均值为补偿分量投入到传统的下垂控制中,同时利用低带宽通信网络,实现直流母线电压的提升并实现了负荷功率在线路阻抗不同的情况下的最优分配。利用上述控制方法对线路阻抗的不同取值和通信延迟情况下的适用性进行了详细的分析。仿真结果表明:网状多端高压直流输电系统在不同情况下的最优化负荷分配,实现了系统的优化稳定运行。所提出的方法确保了直流输出偏差的最大值保持在额定电压参考值的5%以内,保证了网状多端高压直流输电系统的线路损耗最小化,提高了能源利用效率。     

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。     

基于虚拟阻抗的低压微电网功率均分控制策略

在低压逆变器并联系统中,各逆变器之间存在线路阻抗不匹配的情况,针对传统下垂控制策略无法实现无功功率的精确均分,且会产生较大环流的问题,提出一种基于虚拟阻抗技术的改进下垂控制策略。该控制策略中,首先采用虚拟阻抗技术使等效线路呈感性,以实现功率完全解耦;其次在无功-电压下垂控制的基础上,采用电压补偿的方法解决无功功率无法均分和系统环流较大的问题;最后搭建逆变器并联系统仿真模型进行验证分析。结果表明,该方法能够很好地实现无功功率的精确均分,补偿因虚拟阻抗而产生的电压降落,同时减小了逆变器系统间的无功环流量,加快其动态响应速度,提高了系统的稳定性和可靠性。     

考虑电压降落的虚拟阻抗在下垂控制中的应用

在传统下垂控制的基础上阐述了采用虚拟阻抗对母线电压水平的影响,提出采用电压幅值反馈PI控制对无功功率控制环节进行改进,使得逆变器出口电压先合理抬高再加入虚拟阻抗,从而很好地解决了虚拟阻抗加入后母线电压降落问题,并通过仿真验证了所提出控制策略的有效性。     

用梯度法计算电力系统无功补偿

一、前言为了满足电力用户无功功率的要求,保证用户有一定的电压质量,提高供电可靠性,对于长距离远方供电的重负荷线路,单靠发电厂提供无功功率,已不能达到所需要的电压水平,必须在其受端装设无功补偿设备(调相机和静电电容器)进行集中和分散补偿。经济合理地分配无功补偿设备,充分发挥无功补偿设备的作用,已成为当前电力系统运行亟待     

微电网改进下垂控制方法的小信号稳定性分析

针对微电网在孤岛运行状况下的功率分配问题,采用小信号状态空间模型分析了传统静态下垂控制方法在功率分配以及动态稳定性方面的影响.为了弥补传统下垂控制方法的不足,提出了一种带有可控因子的、具有暂态下垂特性的新型功率分配控制策略,这种控制策略使系统从一个自由度变为两个自由度,同时使用极点配置技术,选择合适的暂态下垂增益.通过小信号分析,得出该种新型下垂控制方法不仅可以实现分布式电源(DG)之间精确的负荷分配,同时还能保证功率变化时微电网的动态特性.最后通过仿真分析,验证了新型下垂控制器对微电网的暂态响应具有很大的提升作用.     

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。     

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。