不同功率等级微源逆变器并联控制新方法_吕志鹏

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1、2013年7月电工技术学报Vol.28No.7第28卷第7期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYJul.2013不同功率等级微源逆变器并联控制新方法吕志鹏苏剑李蕊刘海涛（中国电力科学研究院北京100192）摘要在分析微网多逆变器并联功率分配机理基础上，分析了不同额定容量逆变器间有功功率和无功功率环流的变化规律，并具体分析了等效线路阻抗对功率分配的影响机理。针对一种包含电压电流环的功率下垂控制结构，通过重新设计等效线路阻抗，提出基于虚拟阻抗的改进功率下垂控制方法以及

2、线路阻抗参数设计原则，使其工频内输出成感性，高频内成阻性。仿真和实验表明设计的改进下垂控制器可使得并联运行的逆变器能按额定容量精确分配负荷有功和无功，设计的控制器具备较强的鲁棒性能。关键词：逆变器并联改进功率下垂控制虚拟阻抗中图分类号：TM464NewPowerControlStrategyonParalleledMicro-SourceInverterswithDifferentPowerLevelsLüZhipengSuJianLiRuiLiuHaitao（ChinaElectricPowerResearc

3、hInstitute,HaidianDistrictBeijing100192China）AbstractOnthebasisofparalleledmicro-gridmulti-inverterspowerdistributiondroopmechanism,thevariationofactivepowerandreactivepowercirculationbetweeninverterswithdifferentpowerlevelsisproposedandaspecificanalysisonth

4、eimpactmechanismofequivalentlineimpedancetopowerdistributionisgiveninthepaper.Forapowerdroopcontrolstructurewithvoltage-currentloop,animprovedpowerdroopcontrolmethodbasedonvirtualimpedancebyredesigningtheequivalentlineimpedanceanddesignprinciplesoflineimpeda

5、nceparametersconsideringtheapplicabilitynear50Hzandhighfrequencyareaareelaborated.Simulationandexperimentalresultsshowtheimproveddroopingcontrollercanmaketheparalleledmulti-inverterssharingtheloadpowerbytheratioofratedcapacityaccurately.Keywords：Paralleledin

6、verters,improvedpowerdroopingcontrol,virtualresistance策略，移动有差调节特性可以改变功率在逆变器间1引言的分配，由于其只需电源本身的信息，无需互连线，包含不同额定容量微源的微网系统是目前国际在相同功率等级微源逆变器对等控制尤其是相同额[5-10]上研究的热点，微源逆变器不具备同步发电机组一定容量UPS并联控制中获得了广泛应用，并有样优良的外特性，如何控制微网中多个逆变器间的多种基于功率下垂法的多环反馈控制器设计，可在协调运行，实现不同功率等级逆变器间功率精确

7、分配实现功率均分的同时改善逆变质量。由于并联逆变和环流控制是实现微网稳定运行亟待解决的问题[1-4]。器设计参数、连线阻抗的以及闭环控制器参数差异，功率下垂控制是实现多逆变器并联的主要控制并联运行的微源间等效线路阻抗各不相同，即使输出电压幅值和相位完全相同，按照传统的功率下垂国家高技术研究发展计划（863计划）（2011AA05A107）和国家控制法也难以实现功率精确均分和环流抑制，鲁棒电网公司“千人计划”专项支持“基于虚拟同步发电机的分布式电[5]性能较差。为均分负荷功率，文献[6]提出在并联源并网关键技术研

8、究”资助项目。逆变器的电压基准中注入幅值很小的谐波，通过谐收稿日期2011-04-07改稿日期2012-12-03192电工技术学报2013年7月波发出的有功功率来调节逆变器基波幅值给定，但逆变器B的输出阻抗和连线阻抗之和等效表示为这种控制方法使输出电压产生畸变，特别是在阻抗Rn+jXn=Zn∠Zn（n=A,B），其中A、B分别为微源呈感性的线路中容易放大谐波。“虚拟阻抗”技术是