【摘 要】
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随着世界经济的飞速发展,电力行业的需求也在不断增长,常规电网已不能适应电力的加速增长,近年来发展起来的微电网技术受到了广泛的关注和研究。对于孤岛微网,各分布式单元应当共同承担负荷需求,其中较为关键的逆变器并联控制技术得以不断发展。综合国内外研究现状,本文以基于下垂控制的逆变器并联系统为对象,针对当前存在的若干问题开展研究。本文首先建立了单相逆变器的数学模型,对比了开环和闭环状态下的系统稳定性,推导
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随着世界经济的飞速发展,电力行业的需求也在不断增长,常规电网已不能适应电力的加速增长,近年来发展起来的微电网技术受到了广泛的关注和研究。对于孤岛微网,各分布式单元应当共同承担负荷需求,其中较为关键的逆变器并联控制技术得以不断发展。综合国内外研究现状,本文以基于下垂控制的逆变器并联系统为对象,针对当前存在的若干问题开展研究。本文首先建立了单相逆变器的数学模型,对比了开环和闭环状态下的系统稳定性,推导出采用电压、电流双闭环控制方式下的戴维南等效模型,并对其输出特性进行详细分析。分析逆变器并联下垂控制的基本原理,推导出在输出阻抗性质不同时的输出功率以及对应的五种下垂方程,指出传统下垂控制的若干局限性。为了解决逆变器输出阻抗不匹配而造成的功率分配不均现象,以传统阻性下垂为例,提出一种基于功率交互的改进下垂控制,引入通信中心进行功率的交互传输,通过自适应调节下垂系数、添加电压补偿量及引入改进虚拟阻抗环路来减小系统环流,提高功率分配精度。在PLECS软件中搭建仿真验证可行性,并设计了两台逆变器并联的样机平台,结果表明所提改进控制策略可以增强并联系统的交流环流抑制能力。针对逆变器并联系统的直流环流,本文提出一种独立的直流分量检测方法,通过理论分析将逆变器的桥臂伏秒积平均值等效为输出电压的直流成分,将其反馈到逆变器的参考电压中,解决了传统检测方法中输出电压电流采样精度不高、直流分量耦合等问题,同时直流分量控制器的引入不需要对逆变器的硬件层面进行改动,最后基于该控制方案搭建了单机仿真模型和并联实验平台,实验结果表明所提策略可以增强并联系统的直流环流抑制能力。最后,针对控制策略与硬件参数不同的非同型逆变器并联系统,详细分析其功率分配原理,提出一种基于空载电压增益补偿以及优化虚拟阻抗的改进下垂控制,通过在下垂方程中补偿各逆变器的空载电压增益幅度以及加入改进的虚拟阻抗环路,分别匹配具有不同系统参数的逆变器的输出特性,通过PLECS软件平台建立三台非同型逆变器并联系统,结果表明该策略的可行性。
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