基于下垂控制的微網(wǎng)逆變器雙模式統(tǒng)一控制器研究.pdf

1、微網(wǎng)是未來智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,已成為國內(nèi)外電力工業(yè)界的共識。微網(wǎng)可以并網(wǎng)運行,也可以在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時脫離大電網(wǎng)獨立運行。電壓型微網(wǎng)逆變器是微電網(wǎng)在并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種運行模式無縫切換的關(guān)鍵裝備。無互聯(lián)線的下垂控制方法(WDCM)是微網(wǎng)逆變器實現(xiàn)雙模式控制及無縫切換的有效方法。但是采用無互聯(lián)線下垂控制的并聯(lián)逆變器輸出功率的精確性受到線路阻抗的很大影響,難以實現(xiàn)孤網(wǎng)時并聯(lián)逆變器精確比例分擔(dān)負載功率以及并網(wǎng)時精確跟蹤功率指令的控制目標,使基于下

2、垂控制的雙模式逆變器的研究成為一個難點。
　　本文針對支持微網(wǎng)雙模式運行的微網(wǎng)逆變器統(tǒng)一控制器設(shè)計問題,對下垂控制的原理進行了深入的研究,分析了微網(wǎng)系統(tǒng)多逆變器運行條件下,影響基于下垂控制方法微網(wǎng)逆變器的輸出功率精確控制的主要因素,提出了基于本地采樣的雙模式統(tǒng)一下垂控制器設(shè)計方法。具體研究內(nèi)容及創(chuàng)新性工作如下:
　　(1)通過充分分析和比較現(xiàn)有的WDCM方法,發(fā)現(xiàn)基于電壓幅值反饋的下垂控制器相對于其它控制具有明顯的優(yōu)勢,對系

3、統(tǒng)參數(shù)具有較好的抗擾動性,而且可以精確地實現(xiàn)有功和無功功率的控制。但是,其前提是控制器所需要電壓的采樣點必須位于PCC處。當逆變器距離公共母線較遠時,長距離的采樣信號線不僅會引入干擾,造成信號延遲,而且不利于微網(wǎng)逆變器的模塊化設(shè)計。
　　(2)針對上述方法存在的問題,本文提出了基于本地采樣的改進的WDCM控制方法,該方法通過將虛擬阻抗分成兩段的設(shè)計方法,實現(xiàn)將控制器所需電壓信號采樣點的本地化,并且通過設(shè)置功率補償電導(dǎo)和有功功率校正

4、比例實現(xiàn)輸出功率的精確控制以及電壓幅值的調(diào)節(jié)控制?；谠摲椒▽崿F(xiàn)的控制器在并網(wǎng)和離網(wǎng)模式下都可以較好地實現(xiàn)其控制目標,從而不需要改變控制器的結(jié)構(gòu),實現(xiàn)雙模式控制器的設(shè)計目標。
　　(3)微網(wǎng)逆變器電壓環(huán)控制是逆變器下垂控制系統(tǒng)的重要組成部分。本文對幾種常用的逆變器電壓環(huán)控制方法和性能進行了詳細的分析和比較。結(jié)果表明比例諧振控制器在基頻附近的具有良好靜特性,易于實現(xiàn)虛擬阻抗設(shè)計,更適合于逆變器下垂控制系統(tǒng)的電壓環(huán)控制。
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