分布式逆变器并联控制研究

• 作 者: 刘海先
• 发表日期: 2015年01期
• 关键词: 逆变器 并联 环流 下垂控制 虚拟阻抗

逆变器并联控制技术一直是分布式逆变器并网技术中的重点和难点。多台逆变器并联运行使得系统供电容量大大提高,同时增加了系统的可靠性和灵活性,实现冗余供电,提高微电网电源的供电密度,降低逆变器硬件系统投资,对新能源技术发展有着非常积极的作用。因此,本文对逆变器并联控制技术进行了系统研究。逆变器并联的控制目标是实现并联系统中各逆变器输出功率的平衡,即实现输出电流均分。本文首先建立了逆变器并联系统模型,对并联系统中影响环流的因素如等效电压源幅值或相位的差异、等效输出阻抗的差异等进行了理论分析,并提出了可行的不平衡消除方案,为并联控制策略的提供了理论基础。针对当前逆变器并联控制策略的研究成果,如下垂控制、改进型下垂控制、虚拟阻抗控制等进行了优缺点评估,指出当前逆变器并联控制方案的发展趋势,从而提出了一种等效输出阻抗的并联控制策略。通过增加反馈和前馈环使逆变器模拟出同步电机的特性,同时单个逆变器的等效电压源和等效输出阻抗精确可控,通过控制逆变器的等效参数使并联系统中的各个逆变器运行在平衡状态。另外,控制输出阻抗至合理的值使得逆变器运行在最优状态,针对不同容量、不同直流源的逆变器设计不同的等效电路使得逆变器的应用范围更广泛。在理论分析基础上,对可控输出阻抗控制策略进行了仿真,在不同情况下验证了所提出的控制策略的均流效果。仿真结果显示,这种方法不仅能够大大减小逆变器间环流,还对谐波具有一定的抑制作用,同时可以减小负载突变情况下的电压波动,动态和静态稳定性良好,达到了预期的控制效果。