改进下垂控制的分布式电源功率分配

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1、改进下垂控制的分布式电源功率分配王炜张巧杰北京信息科技大学自动化学院摘要：针对传统下垂控制中稳定运行点偏离额定电压点，多支路并联时受电源容量大小、线路阻抗分布的影响，难以实现功率的合理分配并且负载突变时系统的动态调节比较慢等问题，提出了改进的下垂控制。该算法根据有功特性白适应调整有功下垂系数，根据无功特性自适应调节初始无功容量，加速系统动态调节过程，确保功率的均分，保证了系统稳态运行在额定点。用2个容量不同的并联发电单元给负载供电，验证算法的可行性，通过增减负荷验证算法的特点。仿真结果表明该算法具有不依赖初始

2、下垂参数、不受电源容量大小、线路阻抗分布的影响等优点。关键词：下垂控制;功率分配;下垂系数;作者简介：王炜，男，硕士研究生；作者简介：张巧杰，女，博士，副教授。收稿日期：2017-02-28基金：国家自然科学基金项目(51477011)Powerallocationofdistributedgenerationbyimproveddroopcontrolstra/tegyWANGWeiZHANGQiaojieSchoolofAutomation,InformationScience&TechnologyUni

3、versity;Abstract：Thetraditionaldroopcontrolpointsdeviatetheratedvoltageunderthestableoperation,soitisdifficulttorealizetherationaldistributionofpoweronconditionofmulti-branches.Ttisproposedthatactivepowershouldcidcipttoactivepowerdroopcoefficientandreactive

4、powershouldadapttoinitialreactivepowercapacity,whichcanacceleratethesystemdynamicadjustmentandensuretheequipartitionofactivepower.Thismethoddoesnotdependontheselectionofinitialparametersandisnotinfluencedbypowercapacityandlineimpedaneedistribution.Theresult

5、softhesimulcitionbyincreasingordecreasingloadshowthatthismethodisfeasible.Keyword：droopcontrol;powerdistribution;droopcoefficient;Received：2017-02-280引言传统下乖控制在实际应用中限制较多，比如稳态运行点不在额定工作点，存在多支路并联时动态调节慢，功率均分效果差等问题。针对这些问题，学者们展开了深入研究。文献［1］提岀了基于虚拟阻抗的控制设计方法，该方法在逆变器的

6、闭环控制回路屮加入虚拟阻抗，虚拟阻抗在低频段呈感性，可以抑制参数不一致引起的环流，提高系统的功率均分能力；在高频段呈现阻性，改善其对谐波功率的均分性能。但加入虚拟阻抗影响逆变器本身的性能，增加系统的不稳定因素。文献［2］提出了加入积分微分环节的下垂项，利用逆变器输出相角下垂代替传统下垂控制中的频率下垂，既提高了系统的静态增益，又改善了动态性能。但该方法不能解决各支路参数不一致引起功率不均分的问题。文献［3］提出了改进的自调节下垂系数法，动态响应速度快且解决了线路阻抗不同引起的无功均分问题，但未对有功与频率特性

7、做详细阐述。本文提出了自适应调节有功下垂系数和无功容量的方法。木文方法以八f作为调节量改变有功下垂系数，加速系统动态响应，实现有功功率的均分；以线路中实际流动的无功作为参考量调节初始无功容量，使系统稳态时工作在额定电压点，并且实现无功的均分。1传统下垂控制1.1线路的功率流动与电压相角和幅值的关系假设逆变器输岀电压为b线路阻抗为R+jX,负载端电压也就是母线电压为2,负载端有功功率为P2,无功功率为Q,I与2的相角差为J电压降落d为两端电压的相量差。图1为线路潮流示意图，图2为首尾两端电压相量图。图2首尾两端

8、电压相量图下载原图电压降落d为假设线路呈感性，即X»R,则由式（1）可得根据图2、式⑵有由式（3）可推出负载端功率为由于线路呈感性，&很小，则Q?可表示为在负载端电压维持恒定的条件下，由式（4）可知，逆变器输岀电压

9、与负载端电压2之间的相角差决定有功功率的传输，可以通过调节逆变器输出电压的频率来调节两端的相角差，进而改变线路的有功功率的传输。由式（6）可知，逆变器输出电压I与负载端电压2Z间的幅值差