微電網(wǎng)中的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)

摘要：通常的情況下，輸出線路的阻抗值在微電網(wǎng)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中比較高，以往的下垂控制方式無法加以運(yùn)用，從而微電網(wǎng)逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的高效控制得以實(shí)現(xiàn)。基于此，本文針對(duì)于此情況，對(duì)微電網(wǎng)中的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)的應(yīng)用策略展開深入、細(xì)致的分析。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng);逆變器;并聯(lián)系統(tǒng);協(xié)調(diào)控制技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM464文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）14-0057-01

前言：現(xiàn)如今，微電網(wǎng)由于其環(huán)境友好性以及具備控制智能靈活性的優(yōu)勢(shì)與特征，在世界各地中得到了極為廣泛、普遍的應(yīng)用，是推動(dòng)時(shí)代發(fā)展的不可或缺的組成部分之一。而想要確保微電網(wǎng)能夠始終順利、穩(wěn)定的運(yùn)行，就必須要通過一些措施，來對(duì)分布式電源進(jìn)行有效管控，促使電壓能夠始終在合理的范圍內(nèi)做出變化。

1逆變器等效輸出阻抗對(duì)功率傳輸性質(zhì)的影響

為下垂控制器的整體控制框架圖，在下垂控制當(dāng)中的“有功調(diào)頻、無功調(diào)壓”，就是通過有功功率調(diào)節(jié)的方法，將輸出角概率的必要轉(zhuǎn)變得以實(shí)現(xiàn)，從而對(duì)電壓的相角差做出高效的管控，通過無功頻率調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)電壓幅值的高效管控[1]。

2虛擬阻抗與感抗

針對(duì)于下垂控制方式而言，主要是將以往電力系統(tǒng)當(dāng)中的“有功調(diào)頻、無功調(diào)壓”相關(guān)執(zhí)行原則作為依據(jù)，并且對(duì)逆變器的輸出電流以及輸出電壓做出相應(yīng)檢測(cè)的工作，最終確保電壓能夠得到穩(wěn)定，并且均勻分配功率。在低壓微電網(wǎng)的線路阻抗方面，通常的情況下，具體表現(xiàn)為較為顯著的阻性或者是阻感性，這會(huì)造成常規(guī)應(yīng)用的下垂控制方式無法達(dá)成均勻分配無功功率的目標(biāo)[2]。針對(duì)于此現(xiàn)象，相關(guān)的專家、學(xué)者提出虛擬阻抗的理念，通俗而言，就是在電壓閉環(huán)指令當(dāng)中，將微源輸出電流除去，將虛擬阻抗中的壓降機(jī)制作為依據(jù)，最終促使微源等效輸出阻抗可以得到有效調(diào)節(jié)，進(jìn)而對(duì)微源輸出功率分配所受到的阻性線路阻抗影響做出高效抑制。

此為具備虛擬阻抗的下垂控制框架圖，不僅能夠?qū)⑻摂M阻抗高效引入，同時(shí)，能夠確保逆變器的閉環(huán)輸出阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)楦行缘臓顟B(tài)，進(jìn)而將阻性或者是阻感性線路阻抗給無功功率分配所造成的影響大幅度降低。

3下垂控制方式改進(jìn)策略

為了能夠?qū)⒁酝麓箍刂剖芫€路阻抗影響而導(dǎo)致無法均分有功功率的情況做出解決，需要對(duì)下垂控制的方程做出改進(jìn)[3]。在以往的P-V/Q-W（即有功控制電壓/無功控制頻率）的下垂控制基礎(chǔ)上，將微分控制、負(fù)載電壓反饋同時(shí)加入其中，能夠?qū)⑾到y(tǒng)的動(dòng)/穩(wěn)態(tài)特性提升，確保系統(tǒng)可以順利、穩(wěn)定運(yùn)行，通常的情況下，下垂控制的改進(jìn)方程為：

在方程中：md和nd表示為有功以及無功的微分系數(shù);Ke表示為電壓反饋系數(shù);E*、U表示為負(fù)載電壓的檢測(cè)值以及給定值。

4算例仿真

為了能夠?qū)ι鲜鏊岢龅目刂品绞绞欠窬邆湟欢ǖ男市浴⒄_性、適用性、操作性做出驗(yàn)證，通常的情況下，必須要通過Matlab/simulink仿真平臺(tái)，從而對(duì)兩個(gè)分布式電源（即DG1以及DG2）的高效建設(shè)得以實(shí)現(xiàn)[4]。在真實(shí)的操作電路結(jié)構(gòu)方面，分布式電源可以通過直流電源來進(jìn)行取代。

其中，逆變器的直流側(cè)電壓為Vdc1=Vdc2=800V，兩逆變器的額定功率均為100kW，因此，可以通過SVPWM，從而展開調(diào)制工作，針對(duì)于載波頻率而言，主要為8kHz，L1=L2=3mH，C1=C2=53μF，而線路的阻抗則可以分別設(shè)定成（0.1284+j0.0166）Ω，（0.0641+j0.0082）Ω。設(shè)定負(fù)載load1為80W+j40kVAR。

以下將針對(duì)某一分布式電源在重新并入微電網(wǎng)以及突然退出等情況下，展開仿真分析工作。在初始期間，將K1、K2維持在閉合的狀態(tài)，將K3維持在斷開的狀態(tài)，在0.4s期間，閉合K3，并且在微電網(wǎng)之中并入DG2，在1.2s期間再度斷開K3，并且及時(shí)在微電網(wǎng)中卸出DG2，在此種狀態(tài)下，微電網(wǎng)的具體運(yùn)行性質(zhì)。

針對(duì)于（A）、（B）而言，代表DG1、DG2輸出的有功功率以及無功功率。文中所提到的控制方式能夠?qū)⒎植际诫娫吹募从谩⒓床骞δ艿靡詫?shí)現(xiàn)。但是，在DG2并入微電網(wǎng)之時(shí)，會(huì)顯著減少對(duì)微網(wǎng)的沖擊，因此，將感抗引入，能夠?qū)崿F(xiàn)分布式電源的協(xié)調(diào)控制。通過據(jù)（C）、（D），可以發(fā)現(xiàn)，微電網(wǎng)的電壓以及頻率均可以維持較為穩(wěn)定的狀態(tài)，而在微電網(wǎng)并入DG2期間，頻率會(huì)產(chǎn)生較為細(xì)微的波動(dòng)，但是，在短時(shí)間內(nèi)便會(huì)恢復(fù)到穩(wěn)定的狀態(tài)。通過此可以充分證明，下垂特性同仿真結(jié)果保持一致。

結(jié)語(yǔ)：綜合上述的分析而言，本文主要對(duì)逆變器等效輸出阻抗對(duì)輸出功率所產(chǎn)生的影響做出分析，隨后，將電感電流接入虛擬阻抗的相關(guān)應(yīng)對(duì)措施提出，確保逆變器的等效輸出阻抗能夠處于感性的狀態(tài)下，并且通過下垂控制方式的運(yùn)用，對(duì)微電網(wǎng)之中的分布式電源做出有效管控，在最終的仿真結(jié)果之中，對(duì)下垂控制方式應(yīng)用的效率、質(zhì)量得到充分證實(shí)，并且通過下垂控制方式，可能夠?qū)⒎植际诫娫吹募从谩⒓床骞δ艿靡詫?shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂海超，高鵬，申江偉，李闖.微電網(wǎng)中的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)[J].集成電路應(yīng)用，2020，37（08）：136-137.

[2]陳延輝，謝偉博，代克杰，高玲肖，盧山，陳鑫，李宇航，牟笑靜.非諧振式低頻電磁-摩擦電復(fù)合振動(dòng)能收集器[J/OL].物理學(xué)報(bào)：1-19[2020-10-09].

[3]劉康禮.弱電網(wǎng)條件下多逆變器并聯(lián)控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D].東南大學(xué)，2017.

[4]孫英洲.微網(wǎng)中逆變器并聯(lián)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略研究[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2019.