用于微逆变器并联的控制策略-

用于微网逆变器并联的控制策略*张国荣,谢洁(教育部光伏系统工程研究中心(合肥工业大学),合肥230009)摘要:对于包含多个逆变器的微电网系统,使用传统下垂控制法会造成逆变器I'可环流及功率分配不均,这是由于逆变器的输出阻抗及线路阻抗各有差别。本文首先介绍了传统下垂控制方法,并以此分析逆变器输岀阻抗为阻性时的功率分配情况,指出传统下垂控制的缺陷。随后,为了达到功率精确分配及等效输出阻抗为阻性的要求,即满足能够正确使用传统下垂控制法的前提条件,引入满足条件的阻性虚拟阻抗,并给出该虚拟阻抗的具体添加位置。至于输出电压偏差,可以通过在传统下垂控制法中添加电压反馈环节来予以解决。最后,仿真结果表明了该改进下垂控制策略的正确性和有效性。关键词:下垂控制;逆变器并联;功率精分;阻性虚拟阻抗;电压反馈中图分类号:TM93文献标识码:A文章编号:1001・1390(2014)00・0000・00AControlStrategyforParallelOperationofMulti-InvertersinMicro-gridZHANGGuo-rong,XIEJie(ResearchCenterforPhotovoltaicSystemEngineering(HefeiUniversityofTechnology),MinistryofEducation,Hefei230009,China)Abstract:Theapplicationofthetraditionaldroopcontrolmethodwillleadtoincreasedcirculationandunevendistributionamongparalleledpowerinvertersinthemicro-gridsystemwithmultipleinverters,duetothedifferencebetweentheoutputimpedanceandthelineimpedanceoftheinverter.Inthispaper,firstly,thetraditionaldroopcontrolmethodwasintroduced,thepowerdistributionwasanalyzedwhentheoutputimpedanceoftheinverterwasresistiveandtheinherentlimitationsoftheconventionaldroopcontrolschemewereindicated.Thentheresistivevirtualimpedancewasintroducedandtheconcreteadditionpositionofthevirtualimpedancewasgiveninordertomeetthedemandsofprecisepowerdistributionandequivalentresistiveoutputimpedance,whichweretheprerequisitesforcorrectlyusingthetraditionaldroopcontrolmethod.Theadditionofthevoltagefeedbackinthetraditionaldroopcontrolcouldsolvethevoltagedeviation.Finally,simulationresultsdemonstratedthatthecontrolstrategywascorrectandeffective.Keywords:droopcontrol,inverterparallel,proportionalloadsharing,resistivevirtualimpedance,voltagefeedback0引言微网的提出能够很好地满足现今社会对电力资源需求的增加,以及对节能降耗的要求。在微电网中,大多数的分布式电源由逆变器并入电网⑴。因此,当微网中有多个逆变器并联时,如何使他们协调运行,即不同功率等级逆变器可以按照功率精确分配,减少环流产生,成为了微网能否稳定运行的关键所在。*基金项目:广东省引进创新科研团队计划资助项R(20UN015);国家863高技术基金资助项Fl(2011M05A107)。目前,逆变器并联的主要控制方式有集中控制、主从控制⑵和分散控制,其中下垂控制法〔3句是分散控制的一种。集中控制法过于依赖并联系统中的某一模块,冗余性较差。主从控制法在控制时碍要互连线,这必然会限制分布式电源间的距离,故应用时具有局限性〔"I。下垂控制法由于只需电源本身的信息、无需互连信号线,通过采集各逆变器的输出、根据给定的控制策略,就可以使并联的多逆变器同步运行。与其他控制方法相比,下垂控制法具有很好的冗余性,结构简单,节省了成本,增加了系统的可靠性。由于并联逆变器闭环设计差异、参数漂移以及谐波注入等影响,并联运行微源的等效输出阻抗很难做到一致,简单使用传统下垂控制法,很难实现功率精确均分和环流抑制罔。因此,各种各样的改进下垂控制方法被提出。文献[9]提出通过在传统下垂控制方程式中加入积分和微分两个坏节,给传统下垂法中额外加入瞬态下垂分量,从而使多逆变器模块的电流均分能快速达到稳定。文献[8]提出利用谐波的有功功率调节基波的给定幅值,该谐波是人为地向并联逆变器的基准电压注入的但是此举会导致谐波放大及输出电压畸变。本文将首先以等效输出阻抗为阻性为例,介绍分析传统下垂控制法。在此基础上...

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