分布式光储能逆变器下垂控制及实现

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1、学校代码10530学号201431111836分类号TM352密级公开硕士学位论文分布式光储能逆变器下垂控制及实现学位申请人文军指导教师陈才学副教授学院名称信息工程学院学科专业电气工程（专业型）研究方向电力传动控制技术学位申请级别专业硕士二〇一八年六月六日IControlandImplementationofDroopControlinDistribuedPhotovoltaicEnergyStorageInverterCandidateWenJunSupervisorAssociateProf.ChenCaixueCollegeTh

2、eCollegeofInformationEngineeringProgramElectricalEgineeringSpecializationElectricDriveControlTechnologyDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune6th,2018IIIII摘要光储能逆变器是对光伏与储能进行统一逆变的功率变换器，由于免去了储能的单独逆变环节是以具有功率密度高，成本低、效率高的特点，通常应用于独立光伏系统中。随着城市分布式光伏的发展，并联运行

3、的光储能逆变器越来越多，因此多机运行的并联控制研究越来越受关注。本文从光储逆变器本身特点出发，对其结构进行了分析，并采用简化的单相逆变模型进行下垂控制器的研究。针对传统下垂控制精度与稳定性上的不足，本文研究了以下垂控制为外环，电压电流反馈控制为内环的控制器，通过系统开环传递函数分析了系统阻抗特性，引入负载电流前馈控制改变系统等效阻抗，提高内环跟踪下垂控制外环给定值的精度，减小电流扰动下带来的控制误差。在采用极点配置法推导出的内环PI控制器下，基于经典逆变器并联下垂控制模型提出了实时反馈的环流抑制策略以及并机同步控制策略，使微电网孤岛模

4、式下逆变器的并联运行中各逆变器负荷跟随性能好，功率输出精确稳定，具有良好的负载均分性能。同时并机同步时间短，并机过程稳定平滑，减少了并机过程对逆变器并联系统的冲击，为实现微电网孤岛模式下逆变器的冗余并机提供了理论依据。对一台3kVA单相逆变器样机的主要功率器件、驱动电路以及滤波器进行了分析、选型和设计，为所提控制方法的验证提供平台。通过Simulink对两台设计参数相同的单相逆变器并联运行的仿真，验证了所提逆变器双闭环PI控制器的追踪性能，并联下垂控制、环流控制的有效性以及逆变器跟踪同步、直流量偏移修正等技术的可行性。同时搭建了3kV

5、A单相逆变器样机实验平台，对设计的硬件部分进行了实验和分析，验证了选型及设计部分的性能。关键词：孤岛模式，下垂控制，环流特性，负荷跟随，冗余并机IVAbstractPhotovoltaicenergystorageinverterisanopticalstorageenergystoragesystemthatusesphotovoltaicandenergystoragetooperateandmanagetogether.Iteliminatestheinversionofenergystorageandhasahighpower

6、density,lowcost,andhighefficiency.Satisfytheindependentandindependentoperationrequirements.However,withthedevelopmentofdistributedphotovoltaics,moreandmoreopticalenergystorageinvertersareoperatinginparallel.Therefore,itisnecessarytostudythecontrolstrategiesofmulti-machi

7、neparalleloperation.Thispaperstartswiththecharacteristicsoftheopticalstorageinverteritself,analyzesitsstructure,andadoptsasimplifiedsingle-phaseinvertermodeltoimplementthedesignanddesignofthedroopcontroller.Duetotheshortcomingsofthetraditionaldroopcontrolaccuracyandstab

8、ility,thispaperstudiesthecontrollerswithsubsidecontrolastheouterloop,voltageandcurrentfeedbackinnerloopcontrol