适用于低压微电网的逆变器控制策略设计

低压微电网中线路阻抗呈阻性,为保证逆变器输出阻抗与线路阻抗相匹配,在逆变器控制策略中引入了阻性虚拟阻抗。分析了逆变器电压环积分参数对逆变器输出阻抗的影响,在保证逆变器稳定运行的前提下,提高电压环积分系数可使逆变器输出阻抗呈阻性。对微电网等效电路分析得出,调节逆变器输出电压幅值可以调节逆变器输出的有功功率,调节逆变器的频率可以调节逆变器输出的无功功率。微电网并网运行时,分析了参数检测误差对逆变器输出功率的影响,在下垂特性控制中,引入幅值和频率微调的比例—积分(PI)调节器,可实现逆变器输出功率的无静差跟踪。仿真结果表明,所提逆变器控制策略运行稳定,在并网和孤岛运行时都具有优良的性能。

基于动态虚拟阻抗的低压微电网下垂控制策略

传统的下垂控制策略已无法适用于线路阻感比较大的低压微电网。加入虚拟阻抗能改善线路阻感比,提高运行稳定性,但也导致了电压降落过大。其虚拟阻抗值的设定受系统阻抗值实际测量难度及随线路投切的影响,亦无法确定。因此,提出了一种基于动态虚拟阻抗的改进控制策略。设计的动态虚拟阻抗随负载电流和电压降落幅值而变化,虚拟阻抗值在动态虚拟阻抗环的作用下,不断自适应地调整取值,解决了虚拟阻抗值无法确定的问题。在满足系统稳定性的同时,减少了线路电压降落,抑制了系统环流,改善了系统的电能质量。仿真和实验结果验证了该控制策略的可行性及有效性。

低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制策略

常规下垂控制对线路阻感比具有高度依赖性,难以对线路阻抗常呈阻性或阻感性的低压微电网的电能质量实现有效控制。基于通用下垂控制原理,提出了改进型PQ-fU功率耦合下垂控制方法,并通过结合上层能量优化管理与引入比例复数积分(PCI)电压控制技术,设计了一种改进型PQ-fU多环控制策略。该控制策略不仅在线路呈阻感特性情况下仍能实现对低压微电网电能质量灵活而有效的控制,而且适用于并网/孤岛2种运行模式,可对上层能量管理系统给定的参考指令进行快速跟踪,实现各分布式电源输出功率的合理分配。在MATLAB/Simulink中对低压微电网逆变器并联运行系统的控制效果进行了对比研究,结果验证了所提控制策略的有效性和优越性。

基于等效参考电流控制的低压微电网控制策略

在PQ控制和V/f下垂控制的基础上提出了微电网2种运行模式下均适用的等效参考电流控制法。对于电压幅值和频率,将其参考值与各自实际运行值的偏差分别引入到参考电流的dq轴分量中,通过对引入偏差的控制使分布式电源在微电网2种运行模式下具有相应的运行特性。该方法避免控制方法因运行模式变化而切换,确保了运行模式间的平滑转换;还能有效改善孤岛运行时电压和频率的动态调节效果,实现并网运行时的直接功率控制。同时,针对该控制方法设计了同步并网控制器,实现了微电网的平滑并网。仿真和实验结果证明了所提控制策略的可行性。

基于自适应虚拟电阻的低压微电网多阻性逆变器下垂控制策略

低压微电网线路阻抗以阻性为主的特点,影响了下垂控制策略的性能。为解决问题,首先通过电压、电流双闭环控制参数将逆变器等效输出阻抗设计成阻性,然后引入虚拟电阻,改善线路参数,以适应P-V、Q-f下垂控制。逆变器加入虚拟电阻之后,削减了功率之间的强耦合;但系统电压降落也会大为增加。因此,给虚拟电阻增加自适应环节,使其取值随母线电压幅值波动不断地调整,因而能够减小母线电压偏差,保证系统的稳定运行,提高微电网的供电质量;并有效抑制系统环流。最后,通过MATLAB/Simulink搭建仿真模型,仿真结果验证了所提控制方法的正确性和有效性。

基于逆变型微电源的低压微电网运行仿真分析

针对以逆变器为接口的微电源和蓄电池储能单元,文章简述了P/Q控制策略,重点分析了蓄电池储能单元的逆变器下垂控制策略,提出了适用于低压系统中的改进的P/V下垂控制策略。该策略加入了功率微分项,减少了功率计算环节所引起的滞后;加入电压和频率偏差的前馈调节,实现电压和频率的再次调节,减小了有差调节所带来的偏差。同时,建立了低压微电网模型。重点仿真了微电网运行模式切换以及孤岛下投切负荷等情况,验证了蓄电池改进下垂控制策略的正确性以及微电网模型运行的稳定性。

低压微电网模式自适应控制策略设计

针对微电网模式切换时控制策略的变化问题,提出了一种基于虚拟同步发电机模型的模式自适应微电网控制策略,适用于微电网两种运行状态。增加了模拟低通滤波器模块和无功功率积分控制模块,满足了分布式电源在微电网两种运行状态下的运行要求。以功角,电角速度和有功功率为控制变量设计了稳定控制器,使微电网在受到负荷突变和状态转换扰动情况下仍能稳定运行。仿真和硬件实验表明该方法不仅确保了运行模式间的平滑转换,还能有效改善孤岛状态下微电网受到扰动时的频率调节效果,降低因微电网模式转换对微电网带来的冲击,有利于微电网的运行稳定。

一种改进的低压微电网逆变器控制技术的研究

通过对传统的微电网逆变器中的有功-频率、无功-电压下垂控制的分析,发现这些方法都存在有功功率和无功功率耦合的问题,当线路是阻性传输线路时这种功率耦合问题不存在,但是当这些方法用于低压微电网时,由于线路是感性的,此时这种功率耦合问题就存在,所以这些逆变器控制方法对于低压微电网是不实用的。通过一个坐标转换对有功功率和无功功率进行解耦,提出一种改进的频率-电压结构的控制,通过这种控制来实现对有功功率和无功功率的彻底解耦。仿真分析结果表明,此方法弥补了传统并联逆变器控制的不足,并且满足控制的要求,是一种相对完善的控制方案。

含储能装置的低压微电网孤岛运行仿真

设计了蓄电池储能单元的P/V、Q/f下垂控制策略。建立了包含太阳能光伏单元、直驱式风力发电单元、蓄电池储能单元的混合低压微电网模型。重点仿真了微电网孤岛运行的情况,验证了蓄电池的改进下垂控制策略的正确性以及微电网孤岛运行的稳定性。

基于下垂策略的风光储低压微电网优化控制

微电网有两种典型的运行方式,在不同的运行方式下,要根据微源类型的差异采用不同的控制策略。而针对微电网在低压下线路呈阻性的特性,在分析了传统下垂控制法和逆变器等效输出阻抗对系统影响的基础上,提出在逆变器输出电流处引入反馈感性阻抗的方法,使其等效输出阻抗为感性,此时,蓄电池这种可控微源采用P-f、Q-V下垂控制,通过其动态调整特性,在离网时提供稳定的电压和频率,在并网时维持系统功率平衡,不需要进行控制模式的切换。最后,运用PSCAD仿真软件,搭建了风、光、储及控制策略的模型,分析了并/离网和负荷突变的仿真结果 ,验证了所提出的控制策略的有效性和可行性。

基于虚拟阻抗的变阻感比低压微电网功率控制策略研究

低压微电网中传统下垂控制存在耦合，且由于线路阻抗不匹配使逆变器难以精确控制输出功率，容易引起逆变器间环流。本文分析了逆变器输出功率特性，通过引入虚拟功率得出线路阻感比与下垂控制的耦合关系，提出了基于虚拟阻抗的功率解耦控制策略。策略通过增加虚拟阻抗控制环，改变逆变器输出等效阻感比，实现功率控制的解耦，同时解决了逆变器在正常运行及负载变化时功率不能均分的问题。利用Matlab／Simulink搭建了低压微电网基本结构的仿真模型，并与传统下垂控制对比，验证了本策略的有效性。

低压微电网平滑切换控制策略研究

为了避免微电网并网与孤岛运行模式控制策略的切换,实现微电网并网模式和孤岛模式之间的平滑切换,研究在低压微电网下垂特性的基础上,提出了一种采用外环功率控制和内环电压电流双环控制的三环控制策略,实现并网时基于下垂控制的间接恒功率控制,孤岛时分布式电源自动调节功率输出,并设计了微电网同步并网控制器,有效地减少了微电网过渡过程产生的冲击。仿真结果表明,所提微电网逆变器控制策略运行稳定,运行模式之间能平滑切换。

孤岛运行模式下的低压微电网控制策略

针对孤岛运行模式下的低压微电网控制问题展开分析,通过阐述分布式电源的间歇性、分散性以及电负荷等特点,使控制措施更具可行性,进而为孤岛低压微电网的稳定运行提供保障。因此,介绍低压微电网的系统组成,提出相应的控制策略并进行仿真分析,以此验证低压微电网控制策略的应用效率。

低压微电网逆变器并联系统控制策略研究

在低压微电网中,逆变器并联系统容易受传输线路阻抗的影响,使得同容量并联的系统也无法实现功率均分。首先,结合2台逆变器并联系统,推导出不同传输阻抗性质下的功率计算方法。然后,以阻性为背景,分析环流产生的原因,以及传统下垂控制无法实现功率均分的机理。在传统下垂控制的基础上,引入负载电压反馈和微分控制,可以抑制传输线路阻抗对功率均分的干扰,提高系统的稳定性。最后,通过仿真和试验验证了控制策略的有效性。

基于自适应虚拟电阻的低压微电网下垂控制策略

在多逆变器并联运行的低压微电网系统中,由于各逆变器输出线路阻抗差异的存在,导致系统中各分布式发电单元根据传统反下垂控制策略对公共负荷的有功功率难以进行合理分配,影响系统的稳定性。针对这一问题,对低压微电网系统的输出功率分配性能进行了理论分析,得出影响功率分配性能的主要因素。将自适应虚拟电阻引入电压电流双闭环控制中,不仅抑制有功功率和无功功率间的耦合作用对系统稳定性产生的影响,而且也提高了系统的输出电能质量。其自适应虚拟电阻的阻值能实时跟踪各分布式电源实际输出有功功率与参考输出有功功率差值的变化而自适应调整,及时有效地补偿了因线路阻抗差异产生的母线电压降。采取所提策略使各分布式电源能够对公共负荷中的有功功率进行合理分配。最后,在仿真平台上验证了该策略的有效性和正确性。

用于多微源低压微电网的虚拟阻抗反下垂控制

针对含有多个不同额定容量微源的低压微电网系统,其负荷功率按微源容量比例进行分配的性能对系统的稳定及高效运行十分重要。反下垂控制策略因受微电网线路阻抗不平衡的影响存在有功功率分配误差问题,应用虚拟阻抗可抑制这种误差,但传统的虚拟阻抗方法会导致较大的电压跌落。因此,提出一种引入虚拟阻抗的新型反下垂控制方法,在实现功率按容量比例分配的同时保证电压和频率的稳定控制。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建含有六个具体微源的低压微电网系统进行孤岛/并网模式下多工况的仿真分析,较为全面地验证了该控制策略的有效性。

自适应下垂系数的低压微电网功率控制策略

在多分布式电源(DG)并列运行的低压微电网系统中,反下垂控制是实现负荷合理分配的有效方式。但各DG的等效输出阻抗和线路阻抗差异较大时,传统反下垂控制的功率分配精度将受到明显的影响,降低了系统的稳定性。针对这一问题,提出一种适用于低压微电网系统的自适应下垂系数功率分配控制策略。其下垂系数的值随额定负载功率与实际负载功率的差值的变换而自适应调整,提高了对公共负荷合理分配的精确性。最后,在仿真平台上验证了所提策略的正确性和有效性。

基于Zigbee通信网络的低压微电网分布式功率控制

针对低压微电网中传统下垂控制难以实现多个分布式电源(Distributed Generations,DGs)按照下垂系数合理分配有功输出的问题,提出了一种基于通信网络的分布式控制策略。采用并构建了Zigbee无线通信网络拓扑结构以实现DG间的信息交互。设计了基于一致性算法的分布式PI控制器以实现多个DG的有功输出按额定比分配。最后通过仿真验证了所提方法的可行性,并表明网络延时和网络拓扑结构的变化会影响微电网系统的稳定性。

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。

低压微电网孤岛运行模式下改进下垂控制

针对孤岛运行模式下的低压微电网系统中,多分布式发电(distributed generation,DG)单元并联运行,由于各DG逆变器输出线路阻抗差异的存在,导致系统中各DG单元根据传统下垂控制对负荷无功功率难以进行均衡分配,此外,低压微电网的输电线路阻感比很高,有功功率/频率和无功功率/电压控制有复杂的耦合现象,不能直接应用下垂控制的问题,提出了一种基于虚拟阻抗和电压补偿环节的改进下垂控制策略。通过引入虚拟阻抗改变下垂系数值,实现输出无功功率按DG容量比例分配供电;以及引入电压补偿环节,保证各DG单元输出电压相等,抑制无功环流现象。以PSCAD为仿真平台建立孤岛型微电网仿真模型,仿真结果验证了改进控制策略的有效性。