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        一種基于下垂控制和增加虛擬阻抗的逆變器并聯仿真實現

        前言:

        我的目的是想學習和了解微電網中逆變器的并聯控制方法,經過一段時間的查閱文獻,我了解到目前并聯控制的實現在文獻中出現頻次較高的方法是:一種是下垂控制和輸出增加虛擬阻抗的方法,使得輸出阻抗呈感性來優化并聯性能,另外一種是虛擬同步發電機VSG的方法,引入VSG的慣性環節來優化并聯性能。

        因此我需要首先建立下垂控制的仿真模型來對其進行測試,在之前已經分別完成了閉環逆變器控制《一種基于dq雙閉環控制的離網逆變器的仿真實現》,下垂控制《基于下垂控制的逆變器并聯的原理,實現和仿真 P1》,本次就把它們綜合起來進行逆變器的并聯分析。在后續的推文中還會陸續更新:逆變器的并離網控制,非線性負載和諧波電流抑制策略。

        需要提前說明的,我之前對逆變器研究不多,這里是一邊學習一邊更新,如果有錯誤還請各位大佬幫忙指點,謝謝。之前提到了微電網的孤島運行時,需要滿足多臺逆變器并聯運行,在基本的控制策略都是三環控制方法如功率,電壓,電流。

        下垂控制的實現需要微網中逆變器的輸出線路呈現電感性,這樣有助于系統穩定。但微電網內的電壓輸電線基本都是阻性(長度較短)所以單純用下垂控制不易穩定,諸多文獻1通過引起輸出虛擬阻抗的方式,來讓逆變器輸出呈現感性,這樣來提升下垂控制的穩定性。也既是輸出電壓Vo - Zv(s) = Vo - Io*2*pi*Lv,電壓環error = Vref* - Vo - Zv(s)*Io這樣實現。

         

        增加虛擬電阻后同時能把輸出阻抗在低頻呈現感性:

        仿真實現,負載24KW阻性負載和1mH電感:

        并聯運行測試,基本上P和Q都實現均分:

        從測試的效果來看,并聯的效果還是不錯的。但是現實中還會電壓電流采樣誤差,直流偏置,控制誤差等等因素影響到并聯性能,也會加劇環流。但是本模型可以作為研究逆變器并聯的一個起點,通過修改下垂系數或改善控制框架來研究并聯性能。

        參考文獻:

        1,基于虛擬阻抗的微電網有功均分阻性下垂控制策略耿英明,侯梅毅,朱國防,劉 洋,于 昊,呼延天亮 (山東大學 電氣工程學院,山東 濟南 250061) 電 力 自 動 化 設 備 Vol.40 No.10 Oct. 2020

        2,微網中三相逆變器無互連線并聯新型下垂控制策略  闞志忠,張純江,薛海芬,董杰,鄔偉揚    中 國 電 機 工 程 學 報 Vol.31 No.33 Nov.25, 2011

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