并联逆变器系统分散式无功环流抑制方法研究

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随着人类社会工业和文明的飞速发展,传统化石能源日益紧缺,如何更加高效而合理地开发和利用新能源对当今社会具有十分重大的意义。分布式发电相关的各种技术也因此成为了全世界学者争相研究的热点。对于大电网而言,分布式电源通常是不可调度的,因此如果将分布式发电系统直接与大电网相连,将会对电网的电能质量造成影响。为此,微电网的概念应运而生,通过对各种类别的分布式电源施加控制策略,来避免单独采用分布式电源供电时可能对大电网造成的安全性、稳定性和电能质量等方面的影响。逆变器作为大电网与分布式电源之间连接的器件,以保证分布式电源与电网之间的稳定,使两者共同为用户提供可靠电能[1]。而多台逆变器并联控制技术如今也吸引了全世界越来越多的关注,因为其可以实现大容量供电和冗余供电,从而大幅度地提高系统的灵活性,同时减小系统的体积以及重量,提升功率密度、改善系统可靠性和优化成本。本文以微电网中多台逆变器并联系统作为研究对象,对不同额定容量的并联逆变器之间功率精确分配的控制问题进行分析,完成的主要工作如下:(1)详细介绍了目前国内外微电网和逆变器并联技术的研究现状,阐述了并联逆变器的两种控制方式:有互联线和无互联线。对不同额定容量的并联逆变器之间功率精确分配问题的研究现状进行了深入分析。(2)详细阐述了微电网并联逆变器系统的功率分配与各逆变器间线路阻抗之间的关系,并对逆变器控制方式进行了简要介绍。对传统下垂控制原理进行了详细阐述,推导出了传统下垂控制器作用下各逆变器功率分配不均的原因。(3)针对现有的基于虚拟阻抗的改善功率分配精度的控制方法,提出了可以动态调节自身阻抗值的可调节虚拟阻抗控制方法。在无需各逆变器间进行通信和对各逆变器间线路阻抗进行测量的情况下,该方法可以对各逆变器间功率分配精度做出较大改善。同时,对加入可调节虚拟阻抗的并联逆变器系统进行了小信号稳定性分析,在稳定范围内进行了参数选取,最后在MATLAB/SIMULINK建立了两台逆变器并联模型,并通过仿真分析验证了所提出方法的正确性和优越性。(4)针对传统下垂控制策略的局限和不足,提出了一种可根据无功功率对下垂系数进行动态调节的改进下垂控制策略。在Q-V下垂环节中加入动态调节下垂项,可根据各逆变器自身测得的无功功率值来对下垂系数进行动态调节。在MATLAB/SIMULINK中,通过仿真分析验证了所提控制策略的正确性和优越性。
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