微電網(wǎng)逆變器輸出阻抗控制策略研究.pdf

1、微電網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)分布式電源與大電網(wǎng)的協(xié)調(diào)和互為支撐，是發(fā)揮分布式發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢的最有效方式。微電網(wǎng)技術(shù)中，逆變器的協(xié)調(diào)控制是微電網(wǎng)研究的核心問題。本課題以微電網(wǎng)孤島運行模式下的逆變電源為研究對象，著重研究逆變電源的等效輸出阻抗控制策略。另外，由于電網(wǎng)中負載大多為阻感性負載，若逆變器在低頻時為阻、感性輸出阻抗，那么當微電網(wǎng)受到大量的非線性阻感性負荷沖擊時，阻性或感性逆變電源會引起逆變器輸出電壓的波動，不利于微電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定。因此，本文

2、從電壓穩(wěn)定的角度，研究逆變電源容性阻抗對電壓穩(wěn)定性的影響，并針對容性阻抗逆變器進行設(shè)計，分析其逆變系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及與阻、感性逆變器的對比。
　　本文基于微電網(wǎng)逆變器并聯(lián)模型，推導逆變電源的功率傳輸特性，分析不同等效輸出阻抗逆變電源的下垂特性差異和系統(tǒng)環(huán)流、逆變器并聯(lián)系統(tǒng)功率分配與逆變器等效輸出阻抗的關(guān)系，說明調(diào)控逆變器等效輸出阻抗的必要性和重要性。針對傳統(tǒng)電壓電流雙閉環(huán)控制，推導出逆變器等效輸出阻抗的表達式，引入“虛擬阻抗”控制器

3、，對逆變器等效輸出阻抗進行校正。
　　深入研究容性逆變器的設(shè)計及其控制方法，提出一種結(jié)合LCCL濾波器配置、采樣電流選取以及虛擬阻抗控制器設(shè)計的控制策略，該方法對濾波器濾波電容進行裂解并選取裂解點電流反饋，為逆變電源等效輸出阻抗建模提供一個可控自由度，使得逆變器等效輸出阻抗為容性阻抗，大大降低了傳統(tǒng)容性阻抗設(shè)計的約束條件。同時，進一步分析了輸出濾波參數(shù)和線路阻抗等對容性逆變器特性的影響。
　　在容性逆變器研究的基礎(chǔ)上，推導其

4、下垂控制系統(tǒng)小信號模型，并分析參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，為參數(shù)的選取提供依據(jù)。通過理論分析闡述傳統(tǒng)下垂控制用于容性逆變器存在無功功率分配偏差的問題，并針對此問題著重研究一種改進的下垂控制方法。
　　最后，通過Matlab/Simulink仿真平臺驗證上述研究方法，并在仿真的研究基礎(chǔ)上，搭建基于DSP控制系統(tǒng)的逆變電源實驗平臺，對比分析容性逆變器和阻、感性逆變器對微電網(wǎng)電壓質(zhì)量和動態(tài)性能的影響，通過仿真和實驗結(jié)果驗證本文所設(shè)計容性逆變