大连线阻抗环境下的微网逆变器并联运行策略_王逸超

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多逆变器并联的均流控制策略

多逆变器并联的均流控制策略张建文;王鹏;王晗;蔡旭【摘要】采用多逆变器并联系统是提高电机驱动功率的一种有效方法,但其存在环流和不均流问题.针对这些问题,建立了多逆变器并联系统的数学模型,提出了不均流度概念,建立了环流和不均流度的数学表达式,对引起环流和不均流现象的原因进行了分析,证明了环流产生的原因是并联逆变器输出电压不一致造成的.在上述分析的基础上,提出一种基于主从控制器的硬件电路结构,解决了并联系统存在的环流问题,并通过脉冲延时补偿解决了逆变器输出电流的不均流问题.实验结果验证了所提出方法的正确性.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2015(030)018【总页数】8页(P61-68)【关键词】多逆变器并联;环流;不均流度;主从控制;脉冲延时补偿【作者】张建文;王鹏;王晗;蔡旭【作者单位】上海交通大学风力发电研究中心上海200240;上海交通大学风力发电研究中心上海200240;上海交通大学风力发电研究中心上海200240;上海交通大学风力发电研究中心上海200240【正文语种】中文【中图分类】TM464近年来，随着电力电子技术的迅速发展，逆变器越来越朝着大容量的方向发展[1]。

特别是在新能源应用领域，例如风力发电，光伏发电和蓄能电站等，其中逆变器的容量可以高达数MW。

然而受制于功率开关器件通流能力，在大功率应用场合特别是在低压大电流领域，单逆变器技术方案难以满足功率输出的要求，只能采用多个逆变器并联的技术方案以提高逆变器的输出功率。

并联技术的采用使得在大容量应用场合采用低功率等级的开关器件成为可能，降低了生产成本；同时，采用并联技术便于进行模块化设计以缩短生产周期，并拓宽了功率模块的使用范围[2,3]。

一般采用的单套逆变器系统为三相三线制结构，所以没有零序环流通道，故不存在环流问题，但在多逆变器并联的系统中，存在环流通道，如果不加以抑制，就会引起严重的环流问题[4-6]。

由于环流只在并联的逆变器之间流动，并不体现在并联逆变器的输出总电流中，因此环流的存在一定程度上降低了系统的有效容量，同时增加了电路的损耗，降低了系统的效率[4,5]。

微电网并网同步控制策略研究

微电网并网同步控制策略研究
何大海;王茗萱;王建南;许铎
【期刊名称】《东北电力大学学报》
【年(卷),期】2017(037)006
【摘要】微电网运行方式分为孤岛运行和并网运行两种,当电网故障时微电网会自动的切换到孤岛运行方式,当电网运行恢复正常后,微电网需要重新并入电网中,并网过程需要尽量减小对电网的冲击.给出传统的微电网下垂控制器的设计方法,并在传统控制器基础上增加了能实现二次调频调压的同步控制器,能够实现微电网平滑快速并入电网的目的.最后通过仿真分析,验证本控制器的正确性和可靠性.
【总页数】7页(P21-27)
【作者】何大海;王茗萱;王建南;许铎
【作者单位】东北电力大学电气工程学院,吉林吉林132012;国网营口老边区供电公司,辽宁营口115000;国网吉林供电公司,吉林吉林132000;国网长春供电公司,吉林吉林130000
【正文语种】中文
【中图分类】TM715
【相关文献】
1.采用LCL并网逆变器的微电网双闭环并网控制策略研究 [J], 郑飞扬;张云红;杨敏
2.微电网储能变流器离网/并网切换控制策略研究 [J], 朱作滨;黄绍平;李振兴;肖意南
3.户用型微电网单相并网逆变器控制策略研究 [J], 赵梅花; 杨文方; 申亚涛; 武超
4.基于成本收益的并网型微电网工程投资策略研究 [J], 王倩;董春波
5.交直流混合微电网并网运行能量管理协调控制策略研究 [J], 刘海明;王生铁;刘瑞明;温素芳
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微电网系统中多种逆变器的并联组网控制策略

微电网系统中多种逆变器的并联组网控制策略张明光;张义娜;孙慧丽;郭得政【摘要】采用氢燃料蓄电池单体的串并联组成的电池模块作为储能系统中的主要储能装置,多种逆变器连接在同一条公共线上.在微电网处于孤岛运行模式时,考虑到储能单元的逆变器间环流的存在、不同设备控制器的不同工作特性、低通滤波嚣存在的影响,提出新的下垂控制理论.利用逆变器模拟同步发电机的频率调节特性,保证负荷发生变化时微电网频率的稳定性;利用静止无功补偿器SVC补偿系统无功,以保障系统电压的稳定,进而实现多种逆变器的组网运行.利用PSCAD仿真软件进行仿真,验证对所建立的模型采取的一系列控制策略的有效性和正确性.【期刊名称】《兰州理工大学学报》【年(卷),期】2014(040)004【总页数】6页(P86-91)【关键词】孤岛运行;下垂控制;频率调节;SVC;PSCAD/EMTDC【作者】张明光;张义娜;孙慧丽;郭得政【作者单位】兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050;河南省濮阳供电公司,河南濮阳457000;新疆神火炭素制品有限公司,新疆乌鲁木齐830000【正文语种】中文【中图分类】TM76随着资源的紧缺、负荷的持续增加，风能、太阳能等可再生能源的分布式发电技术已在世界各国得到迅猛发展.微电网是将分布式发电、负荷、储能设备及控制装置等结合，形成的一个单一可控的控制系统.微电网可以运行于孤岛／并网模式，大电网出现严重故障时，微电网孤岛运行，储能系统作为主供电电源来维持系统的正常稳定运行.无疑储能逆变器的控制策略是微电网电能质量综合考究的问题.目前，对逆变器控制策略研究已相当成熟.文献［1］在虚拟同步发电机（VSG）一次电压控制器的基础上，提出了一种在线计算电压控制新算法，但VSG的同步电抗不能无限制增加.文献［2］采用传统的PQ下垂控制理论，该方法对于多台逆变器并联运行时，输出电压频率和幅值精度不能得到很好的保障.文献［3］提出了基于虚拟频率-电压的下垂控制，这种方法要求多个并联逆变器转换角相同，其实现条件苛刻.文献［4］通过引入感性虚拟阻抗，提出一种适合微电网多逆变器并联的电压电流双环下垂控制策略；但文中在多个逆变器并入系统的瞬间逆变器间所产生的环流较大，其消除时间也较长.文献［5］对于多逆变器提出了环链控制法，下级逆变器的电流参考信号由上级逆变单元提供；然而，链环的存在使得该控制策略不能实现热插拔.基于上述情况，有必要研究如何更为全面地建立储能系统逆变器的控制策略.本文针对大电网出现故障时，建立基于微电网孤岛运行时的模型.通过引入新的功率变量，实现多逆变器间的控制解耦；再次考虑到逆变器之间环流、不同设备的不同工作特性、低通滤器的影响，设计出新的下垂控制方案；模拟同步发电机的频率调节特性，增添静止无功补偿器SVC，实现微电网的频率无差调节、电压的调整.最后通过PSCAD／EMTDC仿真软件搭建仿真模型来验证提出的控制策略.1 储能系统的构成及燃料电池的数学模型分布式发电并网方式运行时，一般不需要储能系统，但在孤岛运行时，为保持小型供电系统的频率和电压的稳定，储能系统往往是必不可少的.分布式发电的储能技术主要包括蓄电池储能、飞轮储能、超级电容储能、压缩空气储能和蓄水储能等. 电池类储能装置自损耗小，能量存储时间长；但响应速度慢，循环寿命短.在大量储存可再生能源发电时，作为备用电源对负荷进行供电.本文采用蓄电池储能，同时小型汽轮发电机作为微电源对能量进行即时补偿.对于蓄电池储能，采用氢燃料电池单体的串并联来组成一个电池模块.氢作为重要的二次能源，燃烧时不会释放CO x、NO x、SO x气体和粉尘等污染物.氢通过可再生能源产生，整个循环过程实现了无有害物质排放、清洁无污染.在储能系统中，由于氢燃料电池输出的直流电压一般不高且变化范围较大；而燃料电池分布式并网发电系统中，需要采用电力电子变换电路实现由不稳定直流电能向稳定交流电能的转换.本文氢燃料电池发电系统采用两级结构——DC／DC变换和DC／AC变换，如图1所示.氢燃料电池输出的直流电压一般不高，采用Boost直流升压变换器（如图2所示）来提升氢燃料电池输出电压.图1 氢燃料电池两级并网发电系统结构Fig.1 Two-stage grid-connected power generation system structure with hydrogen fuel cell图2 Boost直流升压变换器Fig.2 Boost converter for DC voltage boosting2 蓄电池多储能系统接入微电网的组网控制策略研究2.1 储能系统中三相逆变器的建模与设计单台三相逆变器结构如图3所示，图中C f和L f分别为滤波电容和电感，r为线路电阻.图3 三相逆变器主电路Fig.3 Main circuit of three-phase inverter由图3得三相逆变器的模型：式中：i＝A，B，C，分别指 A、B、C相；u k i为滤波前的逆变器输出电压；u o i为滤波后逆变器的输出电压；i L i和i o i分别指电感电流和输出电流.经过派克变换，式（1）在旋转坐标系下的表达式如下式所示：此处采用电压外环、电流内环的双闭环控制方式，所以三相逆变器在dq旋转坐标系下是耦合的，经过解耦的双闭环控制框图如图4所示.图4 三相逆变器电压电流双闭环解耦控制框图Fig.4 Block diagram of decoupling control of voltage-circuit dual-loop with three-phase inverter 根据储能系统中逆变器在孤网模式下工作时的特点，孤网运行时，储能系统作为主力供电单元为负载提供电能，对频率的保持和电压的稳定有更高的要求，故此处选用电压外环电感电流内环的双闭环控制方式［6-7］.ωL f i Ld和ωL f i Lq作为解耦项使得无功电流和有功电流可以实现独立的控制.电压电流双环控制充分利用了系统的状态信息，不仅动态性能好，稳态精度也较高.2.2 两储能单元的逆变器并联模型对于多个储能单元的系统，采用多逆变器连接在同一条公共线上.以两个储能单元的逆变器并联为例，其结构图如图5a所示，等效电路如图5b所示.图5 逆变器并联主电路Fig.5 Main circuit of parallel-connected inverters在计算逆变器的功率时采用逆变器输出端电压.根据基尔霍夫定律，由图6可以推导出负载端的电压利用式（3）可以得出第一台逆变器输出电流的向量表达形式：由此可以得到第一台逆变器发出的复功率：其中：a、b、c、d是由线路阻抗组成的参数表达式.由式（5）可以看出，逆变器的有功功率P和无功功率Q不仅与E 1和E 2有关，也与θ1和θ2有关.说明多逆变器的控制之间存在着耦合关系.2.3 改进的下垂控制理论下垂控制是对系统中每个供电电源进行实施的，可以在电源电压最小限度偏离参考电压的情况下实现电源按额定功率比例分配给负载.功率下垂控制是实现多机稳定并网的主要控制策略.1）为了有类似于分别单台非并联逆变器的控制特性，引入新的变量［8-9］.定义如下：通过做差得到：为明确控制量与被控制量之间的关系，实现P 1t和P 2t的差值只与两台逆变器输出电压的相位差有关，Q1t和Q2t的差值只与电压的幅值差有关.令根据上述推导，确定下垂控制方式为2）由于上述控制量是新定义的下垂控制量，则无法保证电源按额定功率比例分配给负载，不能消除逆变器之间环流的流动.不同额定容量微电源的微网中，环流大小是衡量系统功率分配精度的重要指标.若逆变器间环流为零，根据基尔霍夫定律有：由式（11）可知，逆变器的各个输出阻抗与连线阻抗不同时，希望通过下垂法将该逆变器的输出电压也做相应调整；将输出功率小的逆变器的电压幅值下垂系数减小，可以增大其输出压降.由此出发，把功率的一次方引入到下垂系数.同时，储能系统除蓄电池蓄能外，还包括飞轮储能、超级电容储能，以及小型汽轮发电机等为电源.综合考虑到微电网中不同设备控制器的工作特性，把二阶功率引入下垂系数中.还要对低通滤波进行补偿，加入微分环节来提高系统响应速度［10-11］，来更好地实现微网的精确、稳定运行.由此出发，提出新的下垂控制方程：改进后的下垂算法实现了系统运行的自适应调整.当检测到功率变化时，根据实际输出功率的大小自动对下垂量进行动态调节.2.4 频率、电压的调整多个储能单元同时大量投入运行时，多数情况微电网处于孤岛运行模式.此时，为保持微电网的正常运行，要保证微电网电压和频率在要求范围内.1）频率的调整.对于改进后的逆变器的下垂控制特性，当负荷功率发生变化时，逆变器被分配的功率发生了变化，此时逆变器的频率将不再是额定频率，这说明上述下垂控制方式不能保持频率的稳定性.借鉴同步发电机的频率调节特性曲线［12］，设置逆变器的控制特性曲线如图6所示.其调节过程为：逆变器初始工作点为A点，当负荷增加时，逆变器工作点沿曲线1移动至B点；此时如果将曲线保持斜率不变向右平移，使逆变器工作点变为C点，则可使频率回复至f ref，即逆变器工作在曲线2，功率缺额由小型汽轮发电机来提供，实现了储能逆变器的无差调频.图6 逆变器的频率调整曲线Fig.6 Frequency adjusting curve of inverter2）电压的调整.上述改进的下垂控制理论中，逆变器阻抗大的端电压大些，这也导致了逆变器间电压的差值.通过静止无功补偿器SVC补偿无功，来达到逆变器间电压差值为零的目的［13-15］.逆变器容量足够大时，在发送一定有功功率的情况下，无功功率受到有功功率和传输线路的限制.氢燃料储能蓄电池组逆变器发送的有功功率与氢燃料电池的单元数、串并联方式等因素有关.当有功功率满足负荷要求时，SVC补偿的无功功率Qj为其中：Q o1、Q o2分别为氢燃料蓄电池的逆变器提供的有功功率，Qq为小型汽轮发电机发出的有功功率.则SVC补偿能量极限为选取SVC的容量范围为3 仿真与实验为进一步验证所提出控制策略的正确性，本文设计开发了实验平台，实验平台配置如图7所示.储能系统包括两组不同的氢燃料蓄电池组组成的子系统、一台微型汽轮机、静止无功补偿装置SVC.氢燃料蓄电池组通过氢燃料蓄电池单体的串并联组成.负荷主要包括一台感应电机、阻抗负载、卸荷负载与无限大电网共同构成.图7 实验平台配置图Fig.7 Arrangement of experiment platform本文采用仿真软件PSCAD／EMTDC对前面改进的下垂控制策略以及系统频率、电压的稳定性所采取措施的可行性和正确性进行仿真验证.具体参数如表1所示.表1 系统参数设置Tab.1 Setting of system parameters电网线电压运行频率滤波电抗滤波电容额定功率400 V 50 Hz L 1＝1.2 m H L 2＝0.6 m H C1＝C2＝1 500μF P o1＝200 W P o2＝400 W仿真过程为：两个储能单元的逆变器并网、离网、满载动态改变过程.釆用传统下垂控制和改进的一系列控制策略进行两次仿真.观测单台逆变器的频率输出、电压输出和功率输出动态特性.逆变器在t＝2 s时并入电网，t＝5 s时发出有功功率120 W，无功功率50 W，在t＝10 s时电网电压下降5%，在t＝15 s时联网模式转为孤岛模式，控制方式由并网运行时的电流控制转为电压电流双闭环控制.t＝20 s半载加至满载.随后采用改进后的一系列控制策略重复上述步骤.仿真结果如图8所示.由图8a可见，当t＝20 s半载加至满载时，逆变器被分配的功率发生了变化，逆变器的频率将不再是额定频率，加入虚拟同步发电机的控制环节，频率的稳定性有了很大改进.由图8b可见，在t＝15 s时并网模式转为孤岛模式，t＝20 s半载加至满载，当检测到功率变化时，根据实际输出功率的大小自动对下垂量进行动态的调节；加之通过静止无功补偿器SVC补偿无功，实现了逆变器的电压基本稳定的目的，同时，也保证了多个逆变器间电压差值近乎为零的要求，进而进一步确保了逆变器间无环流的流动.图8c中，在t＝15 s时，微电网由并网转为孤岛模式运行，此时逆变器间的有功、无功要进行重新分配，由于SVC的加入，逆变器无功波动有所减少，使得逆变器对无功的输出明显减少，这也进一步削弱了逆变器间无功电流的流动.由于有功、无功的相对稳定，根据改进的新的下垂控制方程，进而确保了当大电网发生故障时，微电网进入孤岛模式的稳定运行，保证了微电网额定的电压和频率.图8 传统、改进下垂控制下逆变器输出系列仿真波形Fig.8 Serial simulation waveforms of inverter output with traditional and improved droop controls 由图8d可见，虚拟同步发电机控制模型和改进下垂控制器的采用使得环流抑制效果更好，模式切换和负荷变动条件下环流问题得到了改善，证明没有过多的潮流消耗在两逆变器连接线路阻抗上，改善了负荷功率分配，保障了微电网的供电质量.4 结论采用氢燃料蓄电池单体的串并联组成的电池模块作为储能系统中的主要储能装置.根据微电网自治运行时并联系统的特点，得出了改进后的下垂控制算法，该算法在微电网处于孤岛运行模式时，去除了储能逆变器间存在的环流，避免了不同设备控制器的不同工作特性、低通滤波器存在的影响.通过逆变器模拟同步发电机的频率调节特性，添加静止无功补偿器SVC补偿系统无功，确保了负荷发生变化时微电网频率的稳定、系统电压的稳定，进而实现了多储能逆变器的并联组网运行.仿真和实验结果表明，改进后的多储能逆变器的并联组网控制策略可有效避免微电网中新能源发电间歇不稳定的问题，从而提升了其供电质量和能量利用效率.参考文献：［1］杨向真，苏建徽，丁明.面向多逆变器的微电网电压控制策略［J］.中国电机工程学报，2012，32（7）：7-13.［2］ ZHONG Qingchang，GEORGE W.Synchronverters：inverters that minic synchronous generators［J］.IEEE Transactions on Industrial Electronics，2010，58（4）：1259-1267.［3］ LI Yan，LI Yunwei.Decoupled power control for an inverter based low voltage microgrid in autonomous operation ［C］／／IEEE 6th International Power Electronics and Motion Control Conference.Wuhan：［s.n.］，2009：2490-2496.［4］张庆海，彭楚武，陈燕东，等.一种微电网多逆变器并联运行控制策略［J］.中国电机工程学报，2012，32（25）：126-132.［5］ WU T F，CHEN Y K，HUANG Y H.3C strategy for inverters in parallel operation achieving an equal current distribution［J］.IEEE Transactions on Industrial Electronics，2000，47（2）：273-281.［6］郜登科，姜建国，张宇华.使用电压-相角下垂控制的微电网控制策略设计［J］.电力系统自动化，2012，36（7）：29-34.［7］王成山，肖朝霞，王守相.微网中分布式电源逆变器的多环反馈控制策略［J］.电工技术学报，2009，24（2）：100-107.［8］阚志忠，张纯江，薛海芬.微网中三相逆变器无互连线并联新型下垂控制策略［J］.中国电机工程学报，2011，31（33）：68-74.［9］张纯江，王晓寰，薛海芬，等.微网中三相逆变器类功率下垂控制和并联系统小信号建模与分析［J］.电工技术学报，2012，27（1）：32-39.［10］ WANG Peng，LIU Xiong，JIN Chi.A hybrid AC／DC microgrid architecture，operation and control ［C］／／IEEE Power and Energy Society General Meeting.Detroit：［s.n.］，2011.［11］吕志鹏.多逆变器型微网运行与复合控制研究［D］.长沙：湖南大学，2012.［12］时珊珊，鲁宗相，闵勇，等.无差调频过程中微电源功率分配策略设计［J］.电力系统自动化，2011，35（19）：23-27.［13］彭思敏，曹云峰，蔡旭.大型蓄电池储能系统接入微电网方式及控制策略［J］.电力系统自动化，2011，35（16）：38-43.［14］龙源，李国杰，程林，等.利用光伏发电系统抑制电网功率振荡的研究［J］.电网技术，2006，30（24）：44-49.［15］孙孝峰，吕庆秋.低压微电网逆变器频率电压协调控制［J］.电工技术学报，2012，27（8）：77-84.。

微电网逆变器并联控制策略研究

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣｏｎｔｒｏｌＳｃｈｅｍｅｏｆＰａｒａｌｌｅｌＩｎｖｅｒｔｅｒｓｉｎＭｉｃｒｏｇｒｉｄ
ＳＨＡＯＭｉｎｇ—ｑｉａｎｇ（ＺｈｅｉｉａｎｇｚｈｅｎｅｎｇＪｉａｘｉｎｇＰｏｗｅｒＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｊｉａｘｉｎｇ３１４０００，Ｃｈｉｎａ）
３０４
电力与能源
第３７卷第３期
２０１６年６月
微电网逆变器并联控制策略研究
邵明强
（浙江浙能集团嘉兴发电有限公，浙江嘉兴３１４０００）
摘要：随着电力电子技术的日益发展，基于逆变器的分布式发电得到了大规模应用。多模块并联运行以扩大电源容量是当今电源变换技术发展的重要方向之一，大大提高了系统的灵活性和可靠性。但同时，多台逆变器的并联系统也存在着一些问题亟待解决。介绍和分析了针对并联逆变器间负荷均分问题，并提出了带有虚拟阻抗的下垂控制方式的控制策略。首先介绍了当今常用的主要逆变器并联控制技术，其中下垂控制的无互连线控制技术具有明显的优势和发展潜力。然后介绍了两台逆变器的并联系统，并从理论和仿真中引出了由于各逆变器间的参数差异而产生环流的问题。接着介绍了下垂控制与虚拟阻抗控制策略，以解决由于环流造成的负载功率不均分问题。最后，在ｓｉｍｕｌｉｎｋ中进行了仿真中，得出了加入虚拟阻抗控制后的下垂控制方式，在工频和高频情况下，都能很好地做到功率均分，且改善输出电压的波形畸变，验证了结论的正确性。关键词：微电网；电力电子技术；逆变器并联控制技术；下垂控制策略；虚拟阻抗控制策略作者简介：邵明强（１９７５），男，助理工程师，从事发电企业运行工作。中图分类号：ＴＭ４６４文献标志码：Ａ文章编号：２０９５～ｌ２５６（２０１６）０３—０３０４— ０４

基于动态虚拟阻抗的多并联逆变器间环流抑制控制策略

第41卷第4期2021年4月电力自动化设备Electric Power Automation Equipment Vol.41No.4 Apr.2021基于动态虚拟阻抗的多并联逆变器间环流抑制控制策略王俊凯，牟龙华，刘鑫（同济大学电气工程系，上海201804）摘要：孤岛微电网中基于下垂控制的各分布式电源逆变器并联运行，其参数差异会引发系统环流。

为此提出一种基于动态虚拟阻抗的环流抑制策略。

首先分析了采用下垂控制的逆变器并联时所产生环流的组成成分，得出无功环流占主导以及线路阻抗不匹配造成无功环流的结论。

其次在虚拟阻抗中引入无功反馈项，实现无功精确分配，从而抑制无功环流。

通过在电压控制方程中加入电压补偿项以消除线路压降，对传统的下垂控制策略进行改进，进一步抑制无功环流。

最后在MATLAB／Simulink中搭建了3台逆变器并联的微电网模型，仿真实验结果表明，动态虚拟阻抗控制策略可以消除线路阻抗的影响，实现逆变器间无功功率的精确分配，解决多并联逆变器间的环流问题。

关键词：并联逆变器；下垂控制；环流分析；动态虚拟阻抗；无功分配中图分类号：TM464文献标志码：A DOI：10.16081/j.epae.2021010340引言下垂控制技术消除了逆变器并联控制系统对通信线路的依赖，实现了逆变器的“即插即用”。

当逆变器输出阻抗呈感性时，其输出有功功率与频率、无功功率与电压幅值间具有线性解耦关系［1］。

在此条件下，逆变器可根据下垂控制方程自主调节输出功率，实现负荷均分，使微电网能够稳定运行。

孤岛运行模式下，各逆变器按照自身额定容量分配微电网中的负荷，采用下垂控制策略即可通过分散式控制方式实现微电网中负荷的自动分配［2］。

但不同额定容量逆变器间的线路阻抗不匹配会造成微电网中的负荷分配不均问题，从而引发环流现象［3-4］。

环流的存在不仅会影响负荷的均分，降低功率传输效率，而且会造成系统中大量电力电子设备过热损耗，缩短设备寿命使其安全性能降低［5-6］。

《2024年基于虚拟阻抗法的微电网逆变器控制策略》范文

《基于虚拟阻抗法的微电网逆变器控制策略》篇一一、引言随着能源互联网的快速发展和微电网的普及，微电网逆变器在微电网系统中的重要性愈发突出。

为保证微电网的高效稳定运行，逆变器的控制策略显得尤为重要。

其中，基于虚拟阻抗法的控制策略因其独特的优势，在微电网逆变器控制中得到了广泛的应用。

本文将详细探讨基于虚拟阻抗法的微电网逆变器控制策略。

二、微电网逆变器概述微电网逆变器是微电网系统中的关键设备，负责将直流电源转换为交流电源，为负载提供稳定的电能。

其性能直接影响到微电网的运行效率和稳定性。

传统的逆变器控制策略主要关注输出电压和电流的稳定性，而忽略了电网阻抗的影响。

然而，在实际运行中，电网阻抗的变化会对逆变器的性能产生重要影响。

因此，研究一种能够适应电网阻抗变化的逆变器控制策略显得尤为重要。

三、虚拟阻抗法的基本原理虚拟阻抗法是一种通过控制逆变器输出电流，模拟出电网阻抗的方法。

通过引入虚拟阻抗，可以在逆变器控制系统中实现对电网阻抗的感知和调整。

虚拟阻抗法具有以下优点：无需额外的硬件设备，易于实现；可以通过调整虚拟阻抗的大小和特性，实现对电网阻抗的快速适应；可以提高系统的稳定性和抑制谐波的能力。

四、基于虚拟阻抗法的微电网逆变器控制策略基于虚拟阻抗法的微电网逆变器控制策略主要包括以下步骤：首先，通过检测逆变器的输出电压和电流，计算出电网阻抗；然后，根据电网阻抗的大小和特性，引入适当的虚拟阻抗；最后，通过调整逆变器的控制参数，实现对输出电压和电流的精确控制。

在具体实施中，可以采用数字控制器实现虚拟阻抗法的控制策略。

数字控制器具有高精度、高速度的优点，可以实现对逆变器输出电压和电流的实时检测和控制。

同时，数字控制器还可以根据电网阻抗的变化，实时调整虚拟阻抗的大小和特性，以保证系统的稳定性和性能。

五、控制策略的优化与实施为进一步提高基于虚拟阻抗法的微电网逆变器控制策略的性能，可以从以下几个方面进行优化：1. 引入智能控制算法：通过引入智能控制算法，如模糊控制、神经网络等，实现对逆变器控制参数的智能调整，提高系统的自适应能力和鲁棒性。

一种改进的微电网并联逆变器下垂控制策略

一种改进的微电网并联逆变器下垂控制策略李山;叶鹏【摘要】针对虚拟阻抗的引入会导致微电网逆变器输出电压跌落的问题,提出了一种改进的微电网并联逆变器下垂控制策略.首先,通过对基于感性虚拟阻抗的逆变器控制系统闭环传递函数以及感性虚拟阻抗变化对闭环传递函数影响进行频域响应曲线分析,说明了改进下垂控制方法的必要性.其次,通过下垂曲线分析提出基于虚拟阻抗电压反馈的改进下垂控制策略.最后,通过Matlab/Simulink进行仿真验证,结果表明:所提出的改进下垂控制策略不但可以解决逆变器输出电压降落的问题,而且提高了下垂控制的功率分配精度,维持了系统电压和频率的稳定,证明了所提出的改进下垂控制策略的有效性.【期刊名称】《沈阳工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(012)004【总页数】8页(P289-296)【关键词】微电网;下垂控制;虚拟阻抗;电压跌落【作者】李山;叶鹏【作者单位】沈阳工程学院电力学院,辽宁沈阳110136;沈阳工程学院电力学院,辽宁沈阳110136【正文语种】中文【中图分类】TM743随着全球能源互联战略[1]的提出，微电网因具有微型、清洁、自治、灵活等特点[2]而备受人们的青睐。

大力发展微电网事业将是我国未来电力能源战略的重点。

分布式电源都需经过逆变器并入交流微电网系统，因此，逆变器能否稳定运行将直接影响微电网系统的稳定性和可靠性。

微电网逆变器控制一般采用主从控制[3]以及对等控制[4-5]等方法。

有关主从控制法已经得到广泛的研究，然而由于主从控制法自身的缺陷，使其在应用上有一定的局限性[7]；对等控制一般以下垂控制为代表，因为以下垂控制为基础的逆变器并联技术由于降低了对通讯可靠性的依赖而在微电网中得到广泛的应用。

文献[6]提出了基于电压电流双环控制的下垂控制方法，并通过仿真证明了提出控制策略的可行性。

文献[7-8]在文献[6]的基础上提出引进感性虚拟阻抗来改进电压电流双环控制策略，仿真结果表明通过引入感性虚拟阻抗可以减少系统环流；但是文献[7-9]中未分析虚拟阻抗的引入导致的逆变器输出电压跌落问题；文献[10]针对低压微电网提出引入反馈感性阻抗的电压电流双环的下垂控制方法，并通过仿真证明了该控制策略的有效性和正确性，但同样没有分析虚拟阻抗的引入导致逆变器输出电压跌落及虚拟阻抗的变化对电压跌落严重性的影响。

微网储能逆变器并联下的零序环流控制

微网储能逆变器并联下的零序环流控制侯立军;庞仁杰;刘馨芳;蔚飞;王姜骅【摘要】结合微网的实际特征,采用一种改进的主从控制策略,在传统的PQ/Vf模式切换基础上,增加电流内环前馈值、给内环积分器和相位角赋初值;并采用了共DC直流母线主单元并联逆变器的方法,来提高控制器的可靠性并扩容.且设计了有效的环流控制器,通过调节三相桥臂占空比的零轴分量来实现系统环流抑制.最后,在Matlab/Simlink的环境下,验证了所提方法的有效性,不仅实现了微网并网和孤岛状态之间的无扰动切换,也有效地抑制了并联模块所带来的环流问题.%According to the actual behavior exhibited in microgrid(MG)system,an improved master-slave control strategy was proposed,feedforward value to the current inner loop was increased and initial value to the inner integrator was given and initial value to the phase angle was given,based on conventional PQ/Vf transfer. DC-link double parallel three-phase voltage converters were implied,to improve the reliability of the controller and expansion. Effective circulation current controller was designed,and the circulating current brought by paralleled module was restrained by regulating the zero sequence components of duty cycle of three-phase bridge. Finally,the validity of the proposed control method is verified in Matlab/Simlink,achieving seamless transfer and restraining the zero-sequence circulating current between paralleled inverters.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2017(047)003【总页数】5页(P32-36)【关键词】微网;改进的主从控制策略;并联逆变器;零序电流【作者】侯立军;庞仁杰;刘馨芳;蔚飞;王姜骅【作者单位】天津瑞能电气有限公司,天津 300385;天津瑞能电气有限公司,天津300385;天津瑞能电气有限公司,天津 300385;天津瑞能电气有限公司,天津300385;天津电气科学研究院有限公司,天津 300180【正文语种】中文【中图分类】TM76近年，雾霾、沙尘暴、地震等恶劣环境问题日益加剧，且传统电网安全稳定问题日益突出，为了解决这些问题，智能微电网应运而生。

微网中多逆变器并联系统下垂控制策略研究

微网中多逆变器并联系统下垂控制策略研究蒋建东;李鲁霞;蔡世波;胡克用【摘要】在低压微网多逆变器并联系统中,由于输出线路阻抗比相对较高,若线路阻抗与逆变器等效输出阻抗之和成阻性,则无法使用传统的应用于高压系统中的下垂控制方法,针对这一问题,分析研究了下垂控制方法以及逆变器输出阻抗对系统性能的影响,提出在电感电流处引入虚拟阻抗的方法,使其等效输出阻抗为感性,设计出了适合低压微电网多逆变器并联系统的电压电流双环下垂控制器.最后建立了微网的仿真模型,进行了微网多逆变器并联系统的负荷波动及分布式电源的离并网情况下的微网运行特性仿真分析,结果证明了上述控制方法及控制器的可行性和有效性.【期刊名称】《浙江工业大学学报》【年(卷),期】2014(042)002【总页数】6页(P132-136,161)【关键词】微网;逆变器;下垂控制;电压电流双环控制;虚拟阻抗【作者】蒋建东;李鲁霞;蔡世波;胡克用【作者单位】浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,浙江杭州310014;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,浙江杭州310014;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,浙江杭州310014;杭州师范大学钱江学院,浙江杭州310036【正文语种】中文【中图分类】TM743近年来，微网以其环境友好性及其控制智能灵活性等特点，成为许多国家未来若干年电力发展战略重点之一[1-2].若要保证微网高效稳定运行，需要对分布式电源进行有效的控制[3-5]，以保证电压和频率在允许的范围内变化.微网中分布式电源一般通过控制灵活的电力电子装置接入电网，一种常见的选择就是分布式电源通过电压源逆变器接口接入电网[6-8].为了给负载高质量的供电，分布式电源一般都要配备储能装置，若分布式电源和储能装置的容量足够大，则可假定逆变器直流侧电源电压保持不变，因此，对分布式电源的控制就转换成对逆变器的控制.下垂控制方法[9]结构简单，不需要互联线，可方便灵活的组网，并能实现功能冗余以及分布式电源的即插即用，研究人员将其应用于低压微电网系统中.但大多数文献都将高压系统的下垂特性直接应用于低压微网系统，缺乏对其应用可行性的分析[10].而另一些文献则直接在逆变器的输出端加入大电感以保证输出阻抗呈感性[11]，这样带来了线路压降增大和费用增加的问题.还有一些文献通过调节系统参数和控制参数使输出阻抗成感性[12]，但如果引人虚拟阻抗，则可以更好的改变工频条件下输出阻抗的幅频特性.文献[13]提出在负载电流处引人虚拟阻抗，对其可行性进行了分析，且未对逆变器负载功率变化，分布式电源即插即用等情况进行验证.以低压微网多逆变器并联系统为研究对象，详细分析了分布式电源的下垂控制策略以及逆变器等效输出阻抗对功率传输特性的影响，提出在电感电流处引入虚拟阻抗的方法，确保逆变器等效输出阻抗为感性，设计出适合低压微网多逆变并联系统的双环下垂控制器，实现了负载变化时微网仍能够稳定运行，以及分布式电源的即插即用.算例仿真结果验证了所提控制策略的有效性.1 微网的结构图1为将分布式电源构成微网后接入低压配电网的示意图.图1 微网的结构图Fig.1 Microgrid structure如前所述，若分布式电源和储能装置容量足够大，则假定逆变器直流侧电源电压不变.微网结构图1中每条支路可由图2的电路等效替代.图2 微网中分布式电源下垂控制示意图Fig.2 Droop control schematic of distributed power in microgrid2 输出阻抗对输出功率特性的影响图3为逆变器并入交流母线的示意图.图3 逆变器并入交流母线示意图Fig.3 Schematic of inverter connected to AC bus逆变器输出有功功率和无功功率分别为(1)(2)式中：U为逆变器空载输出电压幅值；E为交流母线电压幅值；Z为逆变器等效输出阻抗与线路阻抗和的模值；R为逆变器等效输出电阻与线路电阻之和；X为逆变器等效输出感抗与线路感抗之和；φ为逆变器空载输出电压与母线电压相角差；θ为阻抗角.实际中负载阻抗要比逆变器等效输出阻抗和线路阻抗之和大很多，因此很小，可近似认为：sinφ=φ；cosφ=1.因此式(1，2)可分别写为(3)(4)1) 当逆变器输出阻抗为感性，即X≫R时，式(3，4)可简化为(5)(6)由此可见：有功功率P主要取决于逆变器输出电压与母线电压相位差φ，无功功率Q主要取决于逆变器输出电压幅值U.又因为电压相角差和角频率之间满足关系式：，因此，可以采用PQ下垂控制法，通过调节有功功率来改变输出角频率，进而实现电压相角差的控制；通过调节无功功率来实现电压幅值的控制.2) 当逆变器输出阻抗为阻性，即R≫X时，式(3，4)可简化为(7)(8)由此可见：有功功率P主要取决于逆变器输出电压幅值U；无功功率Q主要取决于逆变器输出电压与母线电压之间的相位差φ.此时不可采用PQ下垂控制.综上可知：不对逆变器输出阻抗进行分析，直接采用PQ下垂控制是不合理的，如果想采用PQ下垂控制必须调节逆变器的输出阻抗，使其为感性.3 下垂控制特性PQ下垂控制方法的下垂特性，如图4所示.(a) P/f下垂特性 (b) Q/U下垂特性图4 逆变器下垂特性示意图Fig.4 Schematic of inverter with droop characteristics下垂特性方程为f=fn-m(Pn-P)(9)U=Un-nQ(10)其中参数m，n为(11)(12)式中：Pmax为分布式电源在频率下降时所允许输出的最大有功功率；Pn为分布式电源在额定频率运行时的输出有功功率；fn为电网额定频率；fmin为分布式电源输出最大功率时所允许的最小频率；Qmax为分布式电源在电压下降时所允许的最大输出无功功率；Un为分布式电源输出无功功率为0时所输出的电压幅值；Umin为所允许的最小电压幅值.下垂控制器见图5，下垂控制器的输入为逆变器的输出功率，输出功率必须满足：0≤P≤Pmax，-Qmax≤Q≤Qmax.图5 下垂控制器控制框图Fig.5 Diagram of droop controller4 逆变器输出阻抗的设计如图6所示，微网逆变器采用电压电流双环下垂控制，外环为电压环，内环为电感电流控制环.电压环采用PI控制，目的是稳定负载电压，提高稳态精度，Kvp为比例系数，Kvi为积分系数.电感电流环采用P控制，比例控制器为K，目的是提高系统的动态响应.图6 逆变器双环控制框图Fig.6 The double loop diagram of the inverter加入虚拟阻抗后，电压环传递函数为(13)即(14)式中：G(s)为电压比例增益,Z0(s)为逆变器等效输出阻抗.因为滤波电容C的值相对较小，因此可以忽略C对电压环传递函数分母的影响，则式(13)可等效为(15)则等效输出阻抗(16)由式(16)可知，若虚拟阻抗则等效输出阻抗Z0(s)=Ls(17)由此可见：引入虚拟阻抗Zv(s)后，工频条件下逆变器等效输出阻抗值近似为LS，输出电阻可以忽略不计，逆变器等效输出阻抗可看作为纯感性，通过滤波电感值L 即可确定各逆变器等效输出阻抗的值.利用图6对逆变器进行控制时，图3中R仅为线路电阻，X为等效输出感抗和线路感抗之和，虽然低压微网系统中线路阻抗比为7.70，但是对于微网中分布式电源，彼此距离一般较近，因此加入虚拟阻抗使等效输出阻抗为感性后，系统具有图4所示的下垂特性，可以采用图5所示的下垂控制器.5 算例仿真为了验证笔者所提控制方法的有效性和正确性，在matlab/simulink仿真平台中搭建了由两个分布式电源(DG1和DG2)组成微网的仿真模型，电路结构如图7所示，分布式电源由直流源进行代替.图7 由两个分布式电源组成的微网结构图Fig.7 Structure of a microgrid with two DGs其中，逆变器直流侧电压Vdc1=Vdc2=800 V,两逆变器额定功率都为20 kW,采用SPWM调制，载波频率为8 kHz,L1=L2=3 mH,C1=C2=53 uF,线路阻抗分别设定为(0.128 4+j0.016 6) Ω，(0.064 2+j0.008 3) Ω，负载load1设定为30 kW+j2 kVAR,load2设定为10 kW+j2 kVAR.下面分别对微网孤岛运行模式下增减负荷及某一分布式电源突然退出及重新并入微网这两种种情况进行仿真分析.情况1 初始时K1，K2，K3都闭合，0.4 s时断开K2，卸掉load2，0.8 s时K2重新闭合，接入load2.此种情况微网的运行特性如图8所示.图8 增减负荷时微网的运行特性Fig.8 Operation characteristics of microgrid when load changes图8(a,b)反映了微网孤岛运行增减负荷时，有功功率和无功功率的变化情况，从图中曲线可以看出：各DG可以实现负载功率的均分，在负载功率发生变化时，能够迅速调整功率输出，实现系统功率的平衡.图8(b)显示DG输出的无功功率要大于负载无功功率，这是由于负载功率较大，电路电流较大，线路阻抗消耗无功功率较多.图8(c,d)则表明：负载功率发生变化时，微网电压仍能够保持稳定，0.4 s时无功功率减小，此时电压有很小幅度的增加，0.8 s时无功功率增加，此时电压有很小幅度的减小，符合下垂控制的Q/U理论分析.图8(e)则表明：负载功率发生变化时，系统频率仍能保持在(50±0.5) Hz范围内.0.4 s时有功功率减小，系统频率有所增大，0.8 s时有功功率增加，系统频率有所减小，符合下垂控制的P/f理论分析.情况2 初始时K2闭合，K1，K3断开，0.4 s时K3闭合，DG2并入微网，0.8 s时K3断开，DG2退出微网.此种情况微网的运行特性如图9所示.图9 DG加入/退出时微网的运行特性Fig.9 Operating characteristics of microgrid when DG is connected, disconnected图9(a,b)为DG1，DG2输出的有功功率和无功功率，由图9可知：笔者提出的控制方法可以实现分布式电源的即插即用，但DG2并入微网时的冲击电流很大，这是由于并入微网时DG2和DG1两端的输出电压不等造成的，因此有必要对分布式电源进一步进行同步并网控制.图9(c,d)则表明：微网电压和频率都能保持稳定，在DG2并入微网的瞬间，频率有所波动，但很快保持稳定，和图8(e)的频率相比，图9(d)的频率有所增大，这是由于图8所带负载有功功率小，仿真结果符合下垂特性.6 结束语通过对逆变器等效输出阻抗对输出功率特性影响的分析，提出在电感电流处引人虚拟阻抗的方法，使逆变器等效输出阻抗为感性，进而使用传统的下垂控制方法，实现微网分布式电源间的无互联线控制，仿真结果验证了控制方法的有效性，并能实现微网内分布式电源的即插即用功能.参考文献：[1] 王成山,李鹏.分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战[J].电力系统自动化,2010,34(2):10-16.[2] GEORGAKIS D, PAPATHANASSIOU S, HATZIARGYRIOU N, et al. Operation of a prototype microgrid system based on micro-sourcesquipped with fast-acting power electronics interfaces[C]//Power Electronics Specialists Conference. New York: IEEE,2004:2521-2526.[3] 何通能,安康,逯峰.基于模糊PI控制的三相船用逆变电源研究[J].浙江工业大学学报,2013,41(2):222-227.[4] 曾国伟,赵国军,刑海藻,等.基于模糊控制技术的电梯群控系统设计[J].浙江工业大学学报,2009,37(1):115-118.[5] 刘国越,梅一珉.电压控制移相电路设计[J].浙江工业大学学报,2010,38(6):679-682.[6] BARSALI S, CERAOLO M, PELACCHI P, et al. Control techniques of dispersed generators to improve the continuity of electricitysupply[C]//Power Engineering Society Winter Meeting. Ann Arbor: IEEE,2002:789-794.[7] CHEN J F, CHU C L. Combination voltage-controlled and current-controlled PWM inverters for UPS parallel operation[J]. IEEE Transactions on Power Electronics,1995,10(5):547-558.[8] 肖岚,胡文斌,蒋渭忠，等.基于主从控制的逆变器并联系统研究[J].东南大学学报:自然科学版,2002,32(1):133-137.[9] GUERRERO J M, GARCIA D, MATAS J, et al. A wireless controller to enhance dynamic performance of parallel inverters in distributed generation systems[J]. IEEE Transactions on PowerElectronics,2004,19(5):1205-1213.[10] ILLINDALA M S, PIAGI P, ZHANG H, et al. Hardware development of a laboratory-scale microgrid phase 2: operation and control of a two-inverter microgrid[R]. Madison: National Renewable Energy Lab,2004.[11] PIAGI P, LASSETE R H. Autonomous control of microgrids[C]//Power Engineering Society General Meeting. Ann Arbor: IEEE,2006:2365-2370.[12] 王成山,肖朝霞,王守相.微网中分布式电源逆变器的多环反馈控制策略[J].电工技术学报,2009,24(2):100-107.[13] 张庆海,彭楚武,陈燕东，等.一种微电网多逆变器并联运行控制策略[J].中国电机工程学报,2012,32(25):126-132.。

微电网逆变器并／离网切换控制策略

Ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒｇｒｉｄ￣ｃｏｎｎｅｃｔｅｄａｎｄｉｓｌａｎｄｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏ￣ｇｒｉｄｉｎｖｅｒｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｖｉｒｔｕａｌｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｇｅｎｅｒａｔｏｒ
ＳＨＩＫａｉꎬ ＪＩＡＯＬｏｎｇꎬ ＸＵＰｅｉ￣ｆｅｎｇꎬ ＹＥＨａｉ￣ｈａｎ
文章编号:１００９－２５５２(２０１８)１０－００５２－０６ＤＯＩ:１０�� １３２７４ / ｊ�� ｃｎｋｉ�� ｈｄｚｊ�� ２０１８�� １０�� ０１１
微电网逆变器并 / 离网切换控制策略
施凯ꎬ 焦龙ꎬ 徐培凤ꎬ 叶海涵
( ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２０１３ꎬＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎａｌｌｕｓｉｏｎｔｏｔｈｅｍｉｃｒｏ￣ｇｒｉｄｉｎｖｅｒｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｖｏｌｔａｇｅｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｇｅｎｅｒａｔｏｒｍｏｄｅｌ ( ＶＳＧ) ｉｎｍｉｃｒｏ￣ｇｒｉｄꎬ ａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｃｏｍｂｉｎｉｎｇｑｕａｓｉ￣ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｐａｒａｌｌｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｉｓｌａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｑｕａｌｉｔｙｏｆｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ. Ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｃａｎｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｇｒｉｄ￣ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｉｓｌａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｓｗｅｌｌａｓｓｍｏｏｔｈｌｙｓｗｉｔｃｈｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｓ. Ｆｏｒｒｅａｌｉｚｉｎｇｔｈｅｆｌｅｘｉｂｌｅｇｒｉｄ￣ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎꎬ ｔｈｅｑｕａｓｉ￣ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｐａｒａｌｌｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｍｉｃｒｏ￣ｇｒｉｄｉｎｖｅｒｔｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｑｕａｓｉｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇｄｅｖｉｃｅｏｆｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｇｅｎｅｒａｔｏｒꎬ ｗｈｉｃｈｃａｎｒｅｓｔｒａｉｎｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｃｕｒｒｅｎｔｓｈｏｃｋｏｃｃｕｒｓ. Ｆｏｒｑｕｉｃｋｌｙｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｕｎｐｌａｎｎｅｄｉｓｌａｎｄｉｎｇꎬ ａｎｉｓｌａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＶＳＧａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｆｏｒｓｍｏｏｔｈｌｙｓｗｉｔｃｈｉｎｇｔｏｔｈｅａｃｔｉｖｅｉｓｌａｎｄｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎ. Ｆｏｒｒｅａｌｉｚｉｎｇｔｈｅｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏ￣ｇｒｉｄꎬ ａｓｍｏｏｔｈｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｏｆｇｒｉｄ￣ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ / ｉｓｌａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｉｓｐｒｏｖｉｄｅｄ. Ｆｉｎａｌｌｙꎬ ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓａｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｂａｓｅｄｏｎＭＡＴＬＡＢ / ｓｉｍｕｌｉｎｋ. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: ｍｉｃｒｏ￣ｇｒｉｄｉｎｖｅｒｔｅｒꎻ ｖｉｒｔｕａｌｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｇｅｎｅｒａｔｏｒ ( ＶＳＧ) ꎻ ｑｕａｓｉ￣ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎꎻ ｉｓｌａｎｄｅｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎻ ｓｍｏｏｔｈ￣ｓｗｉｔｃｈｃｏｎｔｒｏｌ

一种用于提高无线并联逆变器均流性能的控制方法

一种用于提高无线并联逆变器均流性能的控制方法
姚玮;高明智;陈敏;钱照明
【期刊名称】《电力电子》
【年(卷),期】2008(000)004
【摘要】本文基于传统的无互线逆变器并联下垂法，提出一种用于提高逆变器均流性能的控制方法。

同时本文考虑了连线阻抗和逆变器输出阻抗，分析了逆变器并联系统的有功环流和无功环流，本文提出的控制方法可以减小下垂法的频率和幅值的波动幅度，增加系统输出的稳定性，并提高系统的动态和静态环流抑制能力。

仿真和实验结果均验证了该方案的良好性能。

【总页数】3页(P24-26)
【作者】姚玮;高明智;陈敏;钱照明
【作者单位】浙江大学
【正文语种】中文
【中图分类】TM464
【相关文献】
1.一种用于无互连线逆变器并联的多环控制方法 [J], 姚玮;陈敏;陈晶晶;朱鹏军;钱照明
2.一种用于并联组合直流变换器的均流策略 [J], 韩军
3.一种无主从自均流逆变器并联装置的设计 [J], 张凯;王聪;李秀媛;李瑶璞
4.一种基于民主均流法的开关电源并联均流技术设计详解 [J], 何丽;黄立达;王晓东;
孙国强;张恒辉
5.一种交错并联三电平逆变器均流的控制方法 [J], 刘艺超
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微网分布式电源逆变器的并联控制策略研究

微网分布式电源逆变器的并联控制策略研究微网是一种以分布式电源为主要组成部分的小型电力系统，具有较高的可靠性和灵活性。

而逆变器作为微网中的重要设备，将直流电转换为交流电，为用户提供稳定的电能供应。

在微网中，由于逆变器的数量较多，存在着并联控制的需求，以实现逆变器之间的协调工作。

本文将介绍微网分布式电源逆变器的并联控制策略研究。

首先，需要明确并联控制的目标。

在微网中，逆变器的并联控制旨在实现电能的均衡分配，避免出现过负载或过电压的情况。

同时，还要保证微网系统的稳定运行和可靠性。

为了实现这些目标，研究者提出了多种并联控制策略。

一种常用的并联控制策略是基于功率控制的方式。

这种策略通过监测微网中各逆变器的输出功率，根据功率的大小进行分配。

当某一逆变器的输出功率超过设定值时，可将多余的功率分配给其他逆变器，从而实现功率的均衡。

这种策略能够有效避免出现过负载的情况，并且能够提高微网系统的整体效率。

另一种并联控制策略是基于电压控制的方式。

在微网中，各个逆变器的电压应保持在一定范围内，避免出现过低或过高的情况。

因此，可以通过监测各逆变器的电压，根据电压的大小进行调整，以实现电压的均衡。

这种策略可以确保微网系统的稳定性和可靠性。

除了基于功率和电压控制的策略，还可以采用基于通信的并联控制策略。

这种策略通过逆变器之间的通信来传递信息，并根据信息进行协调工作。

例如，当某一逆变器的负载发生变化时，可以通过通信告知其他逆变器，从而实现负载的分配。

这种策略能够更加灵活地控制微网系统，适应不同的运行需求。

综上所述，微网分布式电源逆变器的并联控制策略研究是为了实现电能的均衡分配，保证微网系统的稳定运行和可靠性。

目前已经提出了基于功率、电压和通信的多种策略，每种策略都具有不同的优势。

未来的研究应该进一步深入探讨这些策略的适用性和效果，以提高微网系统的性能和可持续发展综合以上所述，微网分布式电源逆变器的并联控制策略是一种重要的研究方向，旨在实现功率和电压的均衡分配，确保微网系统的稳定性和可靠性。

独立光伏微电网的多逆变器并联控制策略

独立光伏微电网的多逆变器并联控制策略李浩琛;韩如成;梁延科;胡啸;温江涛【摘要】针对多逆变器并联供电的光伏微电网,就线路阻抗差异导致的逆变器并联控制精度降低等问题展开研究.首先,研究采用QPR准谐振控制器的逆变器多环控制结构和添加虚拟复阻抗的方法,验证了上述两种方法可以达到消除线路阻抗的感性分量以及增大逆变器等效输出阻抗阻性分量的目的.然后在此基础上,采用改进的阻性控制方程,并且对其进行了小信号建模和小扰动计算,分析了并联系统的动态性能和稳态性能.最后,通过Matlab/simuink软件建立仿真算例,对逆变器并联时的环流问题和电能质量问题进行了仿真分析,结果表明了所采用控制方程的有效性和可行性.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2016(034)003【总页数】7页(P368-374)【关键词】光伏微电网;逆变器并联;虚拟复阻抗;小信号建模;小扰动计算【作者】李浩琛;韩如成;梁延科;胡啸;温江涛【作者单位】太原科技大学电子信息工程学院,山西太原030024;太原科技大学电子信息工程学院,山西太原030024;国网江苏省电力公司检修分部,江苏扬州225000;太原科技大学电子信息工程学院,山西太原030024;中国船舶重工集团第七一一研究所,上海201108【正文语种】中文【中图分类】TK614近些年太阳能发电得到了广泛研究，光伏发电行业发展潜力巨大[1]。

目前的光伏发电系统结构主要有两种，分别是独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。

本文主要针对独立光伏发电系统展开研究。

作为对可再生能源发电的一种有效的利用方式，美国提出了微电网（Microgrid）的概念，它是以现有的配电网络为基础，将负荷附近的电源和储能装置以及电力电子变换器件结合起来，组成一个单独的电力系统。

它的提出是对可再生能源发电的一种有效应用方式。

由于微电网是通过逆变器作为接口进行并网和独立运行的，因此对微电网的控制关键就是对逆变器的控制。

微电网逆变器并联控制策略研究

微电网逆变器并联控制策略研究邵明强【摘要】随着电力电子技术的日益发展,基于逆变器的分布式发电得到了大规模应用.多模块并联运行以扩大电源容量是当今电源变换技术发展的重要方向之一,大大提高了系统的灵活性和可靠性.但同时,多台逆变器的并联系统也存在着一些问题亟待解决.介绍和分析了针对并联逆变器间负荷均分问题,并提出了带有虚拟阻抗的下垂控制方式的控制策略.首先介绍了当今常用的主要逆变器并联控制技术,其中下垂控制的无互连线控制技术具有明显的优势和发展潜力.然后介绍了两台逆变器的并联系统,并从理论和仿真中引出了由于各逆变器间的参数差异而产生环流的问题.接着介绍了下垂控制与虚拟阻抗控制策略,以解决由于环流造成的负载功率不均分问题.最后,在simulink中进行了仿真中,得出了加入虚拟阻抗控制后的下垂控制方式,在工频和高频情况下,都能很好地做到功率均分,且改善输出电压的波形畸变,验证了结论的正确性.【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】4页(P304-307)【关键词】微电网;电力电子技术;逆变器并联控制技术;下垂控制策略;虚拟阻抗控制策略【作者】邵明强【作者单位】浙江浙能集团嘉兴发电有限公司,浙江嘉兴314000【正文语种】中文【中图分类】TM464随着DG的大量引入，逆变器的应用不可或缺。

通常采用多模块并联运行以扩大电源容量。

但是在逆变器并联运行状态中，必须保持各逆变器的输出电压的幅值、相位、频率及各逆变器参数相同，否则各逆变电源的输出电流会有差异，出现环流。

该环流的存在，使得各逆变器无法平均分担负载功率，从而增加了个别逆变器的负担，增加系统的损耗，严重时会损坏功率器件使系统崩溃，导致供电中断。

因此，必须采取有效的环流抑制措施来实现并联系统的可靠运行。

2台逆变器的并联系统等效图见图1。

定义环流如下：可以看出，环流与各逆变器的空载输出电压的幅值、相位、频率以及等效输出阻抗等因素有关。

微网逆变器的改进鲁棒下垂多环控制

微网逆变器的改进鲁棒下垂多环控制王逸超;罗安;金国彬【摘要】对于孤岛模式下的逆变器,其等效输出阻抗和连线阻抗差异对功率分配和环流抑制的影响较大.鲁棒下垂控制虽然可以减小阻抗差异对功率精确分配的影响,但在逆变器投入并联运行过程,存在冲击电流大、过渡时间长的不足,影响鲁棒下垂控制的实用化.为此,以阻性线路阻抗为例,提出一种改进的鲁棒下垂多环控制方法,其由功率外环和电压、电流双环构成.电压、电流双环设计中,采用考虑负载影响的控制器参数设计方法,抑制负载变化对电容电流内环跟踪性能的不利影响.功率外环通过引入阻性虚拟阻抗将逆变器的等效输出阻抗设计成阻性,提出一种改进的鲁棒下垂控制方法,与常规鲁棒下垂控制相比,可以改善逆变器的并机过程,减小并机冲击电流,加快并机过渡过程,实现平滑快速并机过渡.仿真与实验结果表明了所提理论的正确性和有效性.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2015(030)022【总页数】8页(P116-123)【关键词】电容电流内环;电压、电流双环控制;改进鲁棒下垂控制;并机过渡过程【作者】王逸超;罗安;金国彬【作者单位】湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心长沙 410082;湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心长沙 410082;湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心长沙 410082【正文语种】中文【中图分类】TM13;TM76微电网是在新能源分布式发电基础上新兴的前沿技术［1，2］，具备并网和孤岛两种运行模式。

当微电网在孤岛模式下运行时，带储能装置的逆变器成受控电压源，支持微电网的电压和频率。

电压、电流双环控制［3-6］是主要的逆变器电压控制策略，其中电流内环可改善系统稳定性，提高系统动态响应和阻尼特性。

电流内环反馈有反馈电容电流方式［3，4］和反馈电感电流方式［5，6］两种类型。

相比反馈电感电流方式，反馈电容电流方式可提供更好的抗干扰能力［7］，但无法对逆变器进行限流保护。

微网逆变器并联及电能质量主动控制方法研究

采用主从控制结构，主逆变器负责向负载供电，从逆变器则通过控制其触发脉冲的相位，实现与主逆变器的同步运行。
微网逆变器并联基本原理
特点
并联逆变器的输出阻抗为零，因此各逆变器之间的相互作用可以忽略不计，实现各逆变器的独立控制。
优势
通过并联多个微网逆变器，可以显著提高系统的容量和冗余度，同时增强系统的稳定性和可靠性。
微网逆变器并联的特点与优势源自应用场景适用于需要分布式供电的场合，如偏远地区的电力供应、数据中心、医院等重要设施的备用电源等。
前景
随着可再生能源的快速发展和分布式能源的普及，微网逆变器并联技术的应用前景广阔，将成为未来智能电网的重要组成部分。
微网逆变器并联的应用场景与前景
微网逆变器并联控制策略研究
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电能质量主动控制技术研究
03
基于瞬时无功功率理论进行主动控制，通过实时监测电网的电能质量，采用相应的控制策略来改善电能质量。
通过注入适当的谐波电流来抵消电网中的谐波，以实现谐波抑制。
在微网中，通过分布式能源的协调控制，实现电能质量的主动控制。
电能质量主动控制的基本原理
1
电能质量主动控制的关键技术
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基于现代控制理论的控制策略
基于现代控制理论的控制策略包括滑模控制、鲁棒控制、预测控制等。这些控制策略利用先进的控制理论和方法，实现对微网逆变器的高效控制。
基于现代控制理论的控制策略的优点包括：能够提高系统的稳定性和鲁棒性，并且可以实现对复杂动态过程的精确控制。
基于现代控制理论的控制策略的缺点包括：需要针对不同的系统模型进行设计和优化，因此会增加控制系统的复杂性和成本。
01
直接电流控制策略通过直接控制逆变器的输出电流来实现精确的电流跟踪。这种策略通常采用快速的电流反馈控制环路，以实现快速的动态响应。