基于虚拟阻抗自适应的孤岛型微电网并联逆变器下垂控制策略

当前微电网并联逆变器下垂控制机制一般设定为独立式,控制的范围较难扩展,导致控制补偿差增加。为此,提出对基于虚拟阻抗自适应的孤岛型微电网并联逆变器下垂控制策略的设计与实践。先进行下垂控制特性提取,采用交互的方式,扩大控制的范围,设计交互控制机制。在此基础上,构建虚拟阻抗自适应微电网并联逆变器下垂控制模型,采用补偿核验的方式确保下垂控制效果。针对选定的5个测试逆变器,经过2个周期的测定得出的控制补偿差被较好地控制在1.05以下,说明此次在虚拟阻抗自适应原理的辅助下,所设计的微电网并联逆变器下垂控制方法更为高效,具有实际的应用价值。

考虑故障限流的下垂控制型逆变器暂态控制策略

下垂控制型逆变器能够为电网提供电压与频率支撑,其安全稳定运行对电网意义重大。然而,在故障工况下,下垂控制型逆变器面临功角失稳与过电流问题,这严重威胁了下垂控制型逆变器的安全运行。目前的研究往往将功角控制与故障电流控制作为两个独立问题进行解决,鲜有研究兼顾功角控制与故障电流控制对下垂控制型逆变器展开综合调控。基于此,首先,对下垂控制型逆变器暂态特性展开分析,详细阐述电流限幅环节与无功-电压环路对逆变器暂态特性的影响。接着,提出兼顾故障限流与功角稳定性的下垂控制型逆变器暂态控制方法。所提方法综合考虑故障期间电网电压与逆变器端电压的变化,通过对有功-频率环路的优化调控实现功角稳定控制。此外,在功角控制的基础上,改进无功-电压环路控制实现故障电流的有效抑制。最后,通过仿真与实验验证了该文所提方法的有效性。

下垂控制逆变器输出阻抗外特性建模及参数敏感性分析

基于输出阻抗的稳定性分析方法作为常见的谐振稳定性分析方法,在逆变器集群系统稳定性研究中得到了广泛的应用。由于下垂控制逆变器的控制环路复杂,因而难以综合下垂控制环,建立下垂控制逆变器精确的输出阻抗模型。该文首先将采用小信号建模方法,获得基于下垂控制的输出阻抗模型,并详细分析下垂控制逆变器输出阻抗模型对下垂控制系数扰动的敏感程度,揭示下垂控制系数,尤其是Q-U控制系数,主要影响逆变器较低频率输出阻抗外特性。然后,分析输出阻抗模型对逆变器双闭环参数扰动的敏感性影响,揭示下垂控制逆变器输出阻抗的高频输出阻抗主要由电压外环控制器参数及LC滤波器的电容容值主导。构造基于以上三参数的输出阻抗简化模型,进一步佐证了该结论。最后,测量逆变器输出阻抗,验证模型及研究方法的正确性。

含电流限幅器的逆变器暂态稳定性评估方法

大扰动条件下,用于抑制逆变器故障冲击电流的电流限幅器可能引起逆变器发生暂态功角失稳。但限幅器使得逆变器的模型存在连续不可导运行点,导致无法评估逆变器暂态稳定性。针对这一问题,文中提出一种含电流限幅器的逆变器暂态稳定性评估方法。以下垂逆变器为例,构建含限幅器的下垂逆变器的能量函数,并刻画逆变器的稳定域,最后基于RTLAB实验平台验证了所提方法用于逆变器暂态稳定性评估的有效性。

微电网中不同容量逆变器经线路并联的环流特性分析和功率分配控制

为解决微电网中多逆变器并联的功率分配问题,建立了逆变器单机控制和两机并联模型,在此基础上分析了环流和功率分配的相互作用机理。针对中低压微电网的线路参数阻性和感性相当时,有功功率和无功功率的耦合现象,通过添加虚拟电抗补偿实现微电网线路达到高压电路阻感比,使有功功率和无功功率能分别解耦控制。其后研究了线路为感性阻抗时实现环流抑制和功率精确分配的控制策略应该满足的条件,针对下垂控制无功功率分配不与感性线路阻抗解耦的缺点,提出了改进的下垂控制策略,实现了功率分配和环流抑制的目标。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析和所提出的控制策略的正确性。

含同步机微网中基于解耦下垂的自适应虚拟阻抗控制

在微网中,由于下垂控制逆变器的功率爬坡速度快于同步机,逆变器的带载能力受到限制;同时,低压传输环境导致传统下垂功率控制失败,危及系统稳定性。考虑低压微网阻感性传输线路,根据逆变器输出电流的越限情况与中央控制器的调度命令,该文在逆变器解耦下垂控制基础上构造了自适应虚拟阻抗,并据其变化强度调节功角进行协同控制,提高逆变器与同步机的功率均分程度与限流稳定性。最后,通过建立小信号模型分析虚拟阻抗大小对系统输出特性的影响。仿真和实验验证了提出控制策略的有效性。

低压微电网多台并联逆变电源的功率分配策略综述

随着低压微电网理论及实用技术的发展,低压微电网中多台不同容量、不同类型的逆变电源之间,功率分配控制成为微电网研究的关键技术之一。本文首先从原理上分析了P-F/Q-V下垂控制与P-V/Q-F下垂控制的区别,其次分析了多逆变电源之间存在功率分配偏差的主要原因;然后分别对基于P-F/Q-V下垂和P-V/Q-F下垂的改进功率控制策略进行综述,并总结了其他逆变电源功率控制方法;最后对不同功率分配控制策略进行对比分析,比较出各类方法的优缺点以及依然存在的问题,以促进低压微电网更好的发展。