一种基于下垂控制的单相并网逆变器设计
基于下垂控制与MPPT的电压源型光伏并网逆变器
并 网 、离 网 运 行 模 式 无 缝 切 换 和 ＭＰＰＴ跟 踪 。
关键词 ：逆 变器 ；最大 功率点 跟踪 ；下垂控 制 ；电压源 控制
中 图分 类 号 ：ＴＭ４６４
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编号 ：１０００—１００Ｘ（２０１８）０９—００９２—０５
Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｏｕｒｃｅ Ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍ ＰＰＴ ａｎｄ Ｄｒｏｏｐ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＪＩＡ Ｙａｏ—ｑｉｎ，ＷＵ Ｒｏｎｇ，ＨＥ Ｑｉａｏ－ｈｕｉ
第 ５２卷 第 ９期 ２０１８年 ９ 月
屯 力 屯 亍 孜 不
Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｖ Ｕ Ｊ·Ｊ 二 － １ｕ ·７
Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２０１ ８
基于下垂控制与 ＭＰＰＴ的电压源型光伏并网逆变器
贾要 勤 ，武 荣 ，何 巧 惠
（西 安 交 通 大 学 。电力 设 备 电 气 绝 缘 国家 重 点 实 验 室 ，陕 西 西 安 ７１００４９）
（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｑａｉｐｍｅｎｔ，Ｘｉ’ａｎ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００４９，Ｃｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｖｏｌｔａｇｅ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ ｉｓ ｆ ｉｒｓｄｙ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｒｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏ１．Ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ
ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔａｇｅ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｉｎｖｅｒｔｅｒ，ａ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｍａｘｉｍｕｍ ｐｏｗｅｒ ｐｏｉｎｔ ｔｒａｃｋｉｎｇ（ＭＰＰＴ）ａｎｄ ｄｒｏｏｐ ｃｏｎ—
基于功率下垂特性的逆变器无线并联控制技术
式中 Ｐｉ—— —有功功率
Ｑｉ—— —无功功率
又逆变器 ｉ 的输出电流为：
（１）
ｉ"ｉ ＝
ｕｉ（ｃｏｓ!ｉ＋ｊｓｉｎ!ｉ）－ Ｕ０ ｊＸｉ
式中 !ｉ— ——系统输出电压的相位差
Ｕ０—— —空载电压幅值
整理式（２）代入式（１）可得：
（２）
"Ｓｉ ＝
ｕｉＵ０ｓｉｎ!ｉ Ｘｉ
＋ｊ ｕｉＵ０ｃｏｓ!ｉ－ Ｕ０２ Ｘｉ
基于功率下垂特性的逆变器无线并联控制技术
周玉柱， 茆美琴， 苏建徽
（合肥工业大学，安徽 合肥 ２３０００９）
摘要： 分析了基于功率下垂特性的逆变器无线并联技术的基本原理；提出了一种用于该并联系统的控制方案。
它以 ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７ 为主控制芯片，在两台 １ｋＶＡ／１１０Ｖ 单相逆变器上进行了实验验证。实验结果证明，在逆变器无
（２）并联逆变单元输出的 Ｑｉ 主要取决于其输出 电压的幅值，幅值高者，发出有功功率；反之，吸收有
功功率。
（３）各并联单元的输出电压相位和幅值与其输出 的 Ｐｉ 和 Ｑｉ 具有对应的近似线性耦合关系。逆变电源 的输出电压幅值可直接控制，而其相位控制则是通过
调节输出频率来实现的，即有逆变电源的输出角频率
方向为电力电子与电力传动。
满 足 Ｓ１ ＝ｎＳ２。 由 于一般线路的电
阻较小，线路阻
抗主要呈感性，
近 似 有 Ｚｉ ≈ｊＸｉ， 则逆变器 ｉ（ｉ＝１， 图中 ２ ）提 供 给 负 载 的
图 １ 等效电路 Ｚ１，Ｚ２—— —线路阻抗
Ｚ０— ——负载阻抗
复功率为：
"Ｓｉ ＝Ｐｉ＋ｊＱｉ＝Ｕ#"０ "ｉｉ
综上所述，１‰的幅值误差引起的无功环流是额
一种新型逆变电源并联下垂控制方法
一种新型逆变电源并联下垂控制方法Ξ单 峡(金陵科技学院信息技术学院,江苏 南京 210001)摘 要:一种基于下垂方法的不需要各单元之间控制连线的新型逆变器并联控制器,其控制算法使每个逆变器输出电压的幅值和相位分别随着其输出功率的无功分量和有功分量的增大而减小。
与传统下垂方法不同,在下垂曲线的设置上使下垂斜率随着输出功率的增大而增大,保证了逆变器能在各种功率条件下都能有很好的均流效果。
通过在Matlab上的仿真和试验验证,证明了这种方法的正确性。
关键词:并联;逆变器;下垂中图分类号:TM464 文献标识码:B 文章编号:1672-755X(2006)03-0062-06A N e w Droop Controller for Parallel Operation of InvertersSHAN Xia(Jinling Institute of Technology,Nanjing210001,China)Abstract:In this paper,a novel controller for parallel operation of inverters without control inter2 connection based on the droop method is presented.In the droop method,the voltage amplitude and phase of each inverter will be decreased when its reactive power and active power increase.As op2 posed to the conventional droop method,the new method will enhance the droop parameters when the output power increase,which makes the inverter run well in parallel connection of various power condition.This method is proved to be valid from the simulation in Matlab and experimental re2 sults.K ey w ords:parallel operation;inverter;droop 在许多重要设备的使用中,都需要使用大容量和高稳定性的逆变电源。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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Abstract: A single-phase grid-connected inverter design based on droop control is proposed, which can be used for the control of grid-connected inverters in distributed energy to realize the requirement of transmitting power to the grid. At the same time, multi-reverse parallel power distribution can be realized based on droop control strategy. The theoretical basis of droop control is analyzed and various operating modes of inverters are introduced. The structure and control strategy of inverter system based on droop control are demonstrated, and a test prototype is built to verify the correctness of the theory. Key words: grid-connected operation; inverter control; droop control; distributed energy
AC micro-grid bus
ω*
Z
P*
V*
E*
CCvv
ii** Q* CCPP
Z
（a）a）电网组建型 P*
ω* CCωω
E* CCEE
Q*
（bb））电网跟随型
AC micro-grid bus
下，逆变器向电网输送的有功功率正比于功角δ，输送
的无功功率正比于电压差 VA－VB。计算结果表明，通过 控制并网点有功功率与无功功率的值，可以分别给出逆
变器的频率与幅值参考，可表示为
ω = ω0 − kp (P − P0 ) V = V0 − kp (Q − Q0 )
（3） （4）
式中：ω0 与 V0 分别为输出有功功率与无功功率，均等 于设置值 P0 与 Q0 时，给定逆变器的输出电压频率与幅 值；kp 与 kq 为下垂系数，其均为正数，决定了下垂曲 线的斜率。当线路阻抗为纯感性时，其频率与电压下
关键词：并网运行；逆变器控制；下垂控制；分布式能源 中图分类号：TM61 文献标志码：A DOI：10.16443/ki.31-1420.2019.03.007
Design of a Single-phase Grid-connected Inverter Based on Droop Control
本文提出了一种基于下垂控制的单相并网逆变器 设计，可用于分布式能源并网逆变器的控制，以实现
无通信线的多逆变器并联功率分配，以及依照电网电 压与频率特性进行输出功率自适应的并网要求。本文 分析了下垂控制的理论基础，介绍了按照控制模式进 行的逆变器分类，并基于电压源型的电网支撑型逆变 器模型进行了设计论证，最终在试验样机中验证了理 论的准确性。
0 引言
能源采集技术以及电力电子技术的日益发展使得 新能源成为人们关注的热点，新能源因为其绿色、清 洁和可持续的特性，具有广泛的应用前景[1-2]。通常状 态下，分布式能源经过能量转换以及电力电子变换器 后，将得到一个等效直流电源，可以供给本地负载使用 或者经过逆变器连接到本地电网，向电网输送有功与无 功功率[3]。
VAA∠<00
+
(a)
-
(b) ΦΦ
II
II<∠−-ΦΦ
jjXX
VVB∠B<-−δδ
a）等效电路
δδ
VAA
VVBB RR··II
jXjX··II VDD
VVQQ
b）向量图
图 1 分布式能源逆变器-配电网模型图
典型的线路阻抗中，感性成分远大于阻性成分，
因此可以近似忽略线路中的阻性成分，即近似为 Z=jx
1 下垂控制模型
图 1 为分布式能源系统逆变器向配电网输送功率 的简化模型图，图 1a）为等效电路图，图 1b）为向量
作者简介：龚涛（1975—），男，高级工程师。研究方向：电气工程。
30
图。设定逆变器输出电压为 VA，配电网交流母线电压 为 VB，线路阻抗为 jX+R，定义电流由逆变器流向电网 为正方向，功率由逆变器流向电网为正方向。
垂特性如图 2 所示。
2 系统结构与控制策略
为了选择合适的系统控制结果，需要了解应用于 不同运行模式下的逆变器特性。
ωω ωω0 0
VV VV00
PP00
PP
QQ00
图 2 线路阻抗为纯感性下频率与电压幅值下垂特性
2.1 逆变器按照运行模式的分类 逆变器简化模型图如图 3 所示。
AC micro-grid bus
的理想情况，计算可得有功功率 PA 与无功功率 QA。 考虑到功角 δ 为一很小值，可以进一步将结果近似化，
如式（1）和式（2）所示。
PA
≈
VA X
(VB
sinδ
)
≈
VAVBδ X
（1）
QA
≈
VA X
(VA
−VB
cosδ
)
≈
VA X
(VA
− VB
)
（2）
根据计算结果，假设逆变器输出电压与配电网电压
幅值保持不变，可知在线路阻抗近似为纯感性的情况
A cademic Research 技术交流
一种基于下垂控制的单相并网逆变器设计
龚涛
（中国舰船研究设计中心，湖北武汉 430064）
摘 要：提出了一种基于下垂控制的单相并网逆变器设计，可以用于分布式能源中并网逆变器的控 制，以实现向电网输送功率的要求，同时基于下垂控制策略可以完成多逆变器并联的功率分配。分析了 下垂控制的理论基础，介绍了逆变器的多种运行模式，论证了基于下垂控制的逆变器系统结构以及控制 策略，最后搭建了试验样机，验证了理论的正确性。