一种适用于微电网逆变器并联运行控制方法

摘要

本发明公开了一种适用于微电网逆变器并联运行控制方法，所述方法包括：步骤1：在传统下垂控制的电压电流环中添加虚拟阻抗；步骤2：通过测量微电源输出电压和电流值，得到平均有功功率和平均无功功率；步骤3：得到微电源的输出频率和电压；步骤4：将微电源输出电压、频率和无功功率分别与相应参考值进行比较，得到各自差值；步骤5：得到电压、频率、无功功率的所需补偿值；步骤6：得到补偿后频率和电压；步骤7：把补偿后频率和电压输入到电压电流双环控制器，最终使频率和电压维持在额定值，无功功率得到合理分配，实现了改善了电能质量，无功功率的分配精度较高，无功功率的合理分配的技术效果。

主权项

一种适用于微电网逆变器并联运行控制方法，其特征在于，在传统下垂控制中加入二次调节，对下垂控制引起的电压、频率的偏移进行二次调节，并对无功功率进行二次调节以实现无功均分，所述方法具体包括：步骤1：在传统下垂控制的电压电流环中添加虚拟阻抗，使逆变器输出阻抗呈感性；步骤2：通过测量微电源输出电压和电流值，计算得到输出瞬时有功功率和瞬时无功功率，将瞬时有功功率和瞬时无功功率进行低通滤波，得到平均有功功率和平均无功功率；步骤3：将平均有功功率和平均无功功率通过下垂控制器，得到微电源的输出频率和电压；步骤4：将微电源输出电压、频率和无功功率分别与相应参考值进行比较，得到各自差值；步骤5：把相应差值输入比例积分调节控制器，得到电压、频率、无功功率的所需补偿值；步骤6：把频率补偿值叠加到传统下垂控制输出的频率值，电压和无功功率补偿值叠加到传统下垂控制输出的电压值，得到补偿后频率和电压；步骤7：把补偿后频率和电压输入到电压电流双环控制器，最终使频率和电压维持在额定值，无功功率得到合理分配；加入虚拟阻抗后的逆变器的控制结构具体包括：逆变器、LC滤波器、电压控制环、电流控制环和虚拟阻抗，逆变器采用电压电流双环控制，外环为电压控制环，内环是电流控制环；逆变器输出电压参考值为： U_iref＝U_i‑I_iZ_v        (4)式4中，I_i为第i台DG单元输出的电流幅值；Zv为虚拟阻抗；U_i为第i台DG单元输出的电压幅值；U_iref为第i台DG单元引入虚拟阻抗后电压环的输入参考值；逆变器在加入虚拟阻抗后输出电压为：$\begin{array}{c}{U}_c=\frac{G_V{G}_I{Z}_C}{Z_C+Z_L+G_I+G_V{G}_I{Z}_C}{U}_{ref}\\ +\frac{Z_C\left(Z_L+G_I\right)}{Z_C+Z_L+G_I+G_V{G}_I{Z}_C}{i}_o\end{array}---\left(5\right)$式5中，Z_L＝sL，Z_C＝1/sC，由式(5)获得逆变器输出阻抗Z_out为$Z_{out}=\frac{Z_C(Z_L+G_I)}{Z_C+Z_L+G_I+G_V{G}_I{Z}_C}---\left(6\right)$加入虚拟阻抗后，电压电流双环控制的输入参考电压U_ref为： U_ref＝U′_ref‑Z_v(s)i_o         (7)加入Z_v(s)后，逆变器等效输出阻抗为：$Z_{out}^{\prime }=\frac{G_V{G}_I{Z}_C}{Z_C+Z_L+G_I+G_V{G}_I{Z}_C}{Z}_v\left(s\right)+Z_{out}---\left(8\right)$其中，Z_v(s)为虚拟阻抗在频域中的表示，G_v(s)为电压控制环PI调节器的传递函数，其输出为电流内环的参考输入，电流环的传递函数为G_i(s)；U_c为逆变器输出电压，U_ref为电压环输入参考值，U′_ref为引入虚拟阻抗后电压环的输入参考值；L和C分别为滤波电感和电容；i_o为输出电流。