摘要
摘要
在全球能源危机以及清洁能源的发展趋势下,分布式发电发展迅速且有着
非常广阔的前景。在分布式发电系统中,常采用逆变器并联技术将多个分布式
电源连接到交流母线上。逆变器并联系统中功率分配策略通常使用下垂控制,
然而下垂控制本身存在着一些缺陷,如功率不能合理分配、功率存在耦合以及
有差控制特性下电压的幅值和频率不能满足要求等。
为了解决以上问题,本文以三相逆变器的并联系统为研究对象,研究基于
自适应虚拟阻抗的改进下垂控制策略,旨在实现逆变器输出功率的合理分配,
并提高系统的控制性能。主要内容如下:
介绍下垂控制的机理,设计三相逆变器的下垂控制策略。通过建立三相逆
变器的数学模型,设计电压电流控制器。为了研究逆变器的等效输出阻抗,分
析了各控制参数对逆变器输出阻抗的影响。为了实现逆变器并联系统输出功率
的合理分配,分析了虚拟阻抗对逆变器的等效输出阻抗进行重塑作用。
为了改善定值虚拟阻抗无法实现功率分配精度与电压电能质量之间的矛
盾,设计基于无功偏差的自适应虚拟阻抗。设计电压和频率的二次补偿以进一
步提高交流母线电压的电能质量,引入功率的微分项以抑制系统的低频振荡。
针对所提出的控制策略,设计了具体的实验方案,并搭建了两个逆变器并
联系统的实验平台。对自适应虚拟阻抗控制下的系统进行实验,通过分析逆变
器并联系统环流以及输出功率分配的精度,对控制策略进行验证。
关键词:逆变器并联系统;功率分配;自适应虚拟阻抗;改进下垂控制
-I-
Abstract
Abstract
Undertheglobalenergycrisisandthedevelopmenttrendofcleanenergy,
distributedpowergenerationisdevelopingrapidlyandhasaverybroadprospect.In
distributedgenerationsystems,multipledistributedpowersourcesareoften
connectedtotheACbusthroughinverterparalleltechnology.Droopcontrolis
commonlyusedinthepowerdistributionstrategyofinverterparallelsystem.
However,therearesomedefectsinthedroopcontrolitself,suchaspowercannotbe
reasonablydistributed,powercouplingexists,andthevoltageamplitudeand
frequencycannotmeettherequirementswithdifferentialcontrolcharacteristics.
Inordertosolvetheaboveproblems,thisthesistakesthethree-phaseinverter
parallelsystemastheobjectofstudy,andstudiestheimproveddroopcontrol
strategybasedonadaptivevirtualimpedance,aimingtor