基于端口特性的并联下垂逆变器系统的小信号建模与稳定性分析

孤岛交流微电网中,并联下垂逆变器系统被广泛应用。基于有功功率-基波频率的下垂控制原理,逆变器之间的动态相互作用不仅体现在母线电压和输出电流之间,也体现在变化的系统基波频率上,从而引发小信号稳定性问题。建立了下垂逆变器的端口特性小信号模型,除传统的输出阻抗和输入导纳之外,提出一种新型端口特性以表征基波频率动态;进一步基于单个模块的端口特性,建立了多台逆变器并联系统的小信号模型;基于广义奈奎斯特稳定性判据,计算由阻抗导纳乘积与基波频率端口特性乘积之和组成的回率矩阵的特征轨迹,对并联系统的稳定性做出判断。最后,实验结果证明了所提小信号模型和稳定性判据的有效性。

基于小交流信号下垂的微网二次控制方法

有功功率-频率和无功功率-电压幅值的传统下垂控制方法被广泛应用于微网并联逆变器的协调控制中。然而,传统下垂控制会使变流器输出的频率和电压幅值存在偏差,进而影响微网电能供应的精确性。基于对人为注入系统的小交流信号的控制,提出了一种新型的二次控制方法,以补偿下垂控制产生的电压偏差。该方法中的小交流信号在并联逆变器中如同一种通讯信号,其频率和逆变器输出基波电压的下垂偏置呈下垂关系。通过该方法,系统频率和电压幅值可以恢复至额定值,同时,精确的功率均分可以在并联逆变器之间实现。仿真和实验结果都验证了该方法的有效性。