[发明专利]一种孤岛微电网多逆变器并联功率均分控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种孤岛微电网多逆变器并联功率均分控制方法，属于分布式发电及智能电网技术领域。

背景技术

为了解决分布式电源接入电网的技术难题，电力系统相关学者们提出了微电网的概念。微电网是由分布式微源、能量转换装置及本地负载通过网络互联组成，能够实现自我控制、保护和管理的局部发电系统。在微电网中，大多数分布式微源均通过逆变器接口接入交流母线，从而形成了一种多逆变器并联运行环境。

由于交流母线上的本地负载多种多样，其中不可避免地有非线性负载存在，这样就给微电网中的逆变器控制带来巨大挑战：除了考虑基波功率的合理分配以外，还需要有效避免谐波功率对逆变器运行的影响；另外，各个并联逆变器均通过馈线接入交流母线，由于各逆变器位置不一，则馈线长度各异，进而导致馈线的电气参数各不相同。除此之外，各个并联逆变器的额定容量未必一致，按照它们各自的额定容量分配功率，至今仍是低电压微电网多逆变器并联运行这一领域的研究难点。

在现有技术中与本发明申请相关的内容主要有以下几篇文献：

文献一为2014年6月发表在《电工技术学报》第29卷第6期上的《并联逆变器输出阻抗分析及电压控制策略》一文。该文在分析低电压微电网多逆变器并联控制策略时，提出了一种基于虚拟复阻抗的电压控制策略，最终使逆变器等效输出阻抗呈现纯电阻性特性，并在低电压微电网带纯电阻性负载实验中取得较好的实验效果。然而，该文实验验证部分应用的是纯电阻性负载，而且两台并联逆变器的额定容量相同，故该文提出的控制方法是否能够有效应对实际相对复杂的低电压微电网多逆变器孤岛运行环境，有待进一步研究和验证。不过，该文提出的虚拟复阻抗这一思想为进一步研究低电压微电网多逆变器并联控制策略，提供了很好的借鉴。

文献二为2013年11月发表在《电网技术》第37卷第11期上的《基于分频虚拟电阻的多逆变器并联控制策略》一文。该文针对低电压微电网带非线性负载的多逆变器并联系统，提出了一种分频虚拟电阻的多逆变器并联控制策略。对每个逆变器的输出电流采用带通滤波器进行分频，得到各次谐波电流；通过将各次虚拟电阻分别引入到逆变器输出的各次谐波电流反馈环中，得到各次指令谐波电压，从而对电压控制环进行修正。然而，该文未对额定容量不一致的各逆变器功率均分控制进行研究，此外，相较于虚拟复阻抗而言，文中所述分频虚拟电阻增大了逆变器输出阻抗中的电阻性分量，但对于逆变器输出阻抗中电感性分量不能够改变，故此方法有待进一步改进。

中国专利文献CN102437589B公开了一种单相太阳能发电多逆变器并联功率均分控制方法，该专利将PID控制方法与无差拍控制方法结合使用。但是，该专利未考虑谐波功率、馈线阻抗不一致、逆变器额定容量不一致等实际条件下的多种复杂因素对逆变器功率均分控制的影响。

中国专利文献CN102842921B公开了一种鲁棒功率下垂控制的微电网多逆变器并联电压控制方法。针对微电网中的每台逆变器，采用鲁棒功率下垂控制器计算并合成逆变器输出参考电压；通过引入虚拟复阻抗，采用基于虚拟阻抗和准谐振PR控制的多环电压控制方法，使得逆变器输出阻抗在工频条件下呈纯阻性，从而实现微电网多逆变器并联运行和功率均分。然而，该专利所涉及的方法未必能够应用于含有非线性负载的孤岛微电网多逆变器并联功率均分控制系统。

中国专利文献CN103227581B公开了一种谐波下垂控制的逆变器并联谐波环流抑制方法，包括谐波下垂控制、功率下垂控制及电压控制。谐波下垂控制通过快速傅里叶FFT变换分频检测特征次谐波功率，根据谐波下垂特性，计算出逆变器输出的特征次谐波参考电压，功率下垂控制计算出基波参考电压，两者合成作为逆变器输出参考电压。但是，该专利需要对瞬时有功功率和瞬时无功功率进行快速傅里叶变换FFT，分频检测出各特征次谐波功率，然后需要对各特征次谐波分别计算并合成谐波参考电压，这样具体实施过程过于复杂，程序计算量比较大，对系统的快速响应速度产生不良影响。

综上所述，现有技术中并未较好地解决低电压微电网中存在的谐波功率、馈线阻抗不一致、逆变器额定容量不一致等实际复杂因素时逆变器功率均分控制这一技术难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种孤岛微电网多逆变器并联功率均分控制方法。

本发明的技术方案如下：