微网逆变器的功率解耦及无功均分控制策略研究

发布时间：2020-10-28 09:15

　　 下垂控制是微电网逆变器的主要控制手段之一,具有无需通信连接、实现微源“即插即用”等优势。当下垂控制应用于阻性或阻感性线路时,会由于线路阻抗不匹配而产生功率耦合及无功功率无法均分问题,进而影响系统稳定性。因此本文主要针对采用传统下垂控制导致的微源输出有功、无功功率耦合及无功均分问题展开研究。主要研究内容如下:首先,建立了微电网电压源型三相逆变器的数学模型,阐述了下垂控制基本原理。分析了线路阻抗呈纯感性、纯阻性以及阻感性下的功率耦合特性,以及功率模块、下垂控制模块和电压电流双闭环控制模块。推导了三种情况下逆变器功率表达式、对应的下垂控制方程及采用下垂控制实现微网逆变器无功功率均分的条件。其次,为实现逆变器输出功率解耦,提出了基于虚拟复阻抗的功率解耦控制策略。通过引入虚拟复阻抗,调节系统的输出阻抗呈感性状态,并对引入虚拟阻抗后的节点进行功率解耦,随后利用带阻感比的虚拟复阻抗下垂控制方法对引入虚拟阻抗后造成的固有电压偏移进行抑制,并通过仿真验证得出加入的虚拟复阻抗不仅能够实现功率解耦,而且可以很好地抑制电压跌落现象。最后,为提高引入虚拟复阻抗后逆变器输出无功功率均分精度,提出了自适应虚拟复阻抗控制策略。通过设计自适应虚拟阻抗控制器,引入自适应虚拟阻抗系数对虚拟复阻抗感抗部分进行设计,并通过分析得到满足无功功率均分条件下的阻抗系数表达式。随后分析对比了本文提出的自适应虚拟复阻抗控制器与传统的下垂控制器对无功功率的均分性能。通过仿真验证,结果表明所提出的自适应虚拟复阻抗控制策略能够明显提高无功均分精度。
【学位单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM464
【部分图文】：

中控制方案采用集中控制方案实现多台微源并联运行的控制框图。该控制方案控制单元将检测到的负载电流均值作为电流或功率指令传送至各各 DG 单元内部的逻辑模块根据系统的公共锁相单元，对接收的指或功率值进行对比分析，输出电流或功率偏差信号再反馈到系统补偿，因此系统的稳态性能和暂态性能都得到了较大提升。*V

RVV*V*V*f*f*fofgigigi1i2i2Δi1ΔisisΔi + +++++ RV图 1-1 集中控制方案示意图2）主从控制方案 1-2 为采取主从控制实现多单元并联运行的控制框图。主从控制原理一分布式单元作为中心控制单元，其目的是给整个系统提供额定电压+ refVevCL

但其共同的缺点在于当系统的主单元发生故障时，并未考虑切换到备选时间是否充足。3）对等控制方案 1-3 为采用分散控制实现多台单元并联运行的控制框图。与前两种控制的是对等控制（Pear to Pear Control PPC）策略，其系统中的各个 DG 单立个体，不属于任一其它分布式单元，优先级属于同一级别。对等控制均电流总线为各分布式单元发送指令，各分布式单元对接收的指令与本令进行判断，输出的电流误差信号再反馈到系统中，对不平衡电流进行等控制方案的优点在于其任一单元出现故障，会立即被保护装置切除，系统的稳定运行没有影响。
【参考文献】

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本文编号：2859889