[发明专利]一种可改善微网电压调整的容性等效输出阻抗逆变器

说明书

本发明公开了一种可改善微网电压调整的容性等效输出阻抗逆变器，包括电压电流环控制器、有功功率/频率控制环、无功功率/电压控制环三个部分组成。本发明通过增加积分项并重新设计等效输出阻抗使得无功功率控制具备鲁棒性，改善功率分配精度的同时引入电压闭环反馈。容性等效输出阻抗逆变器同时具备供能和补偿电压波动的作用，具备补偿器特性和较强的电压稳定能力。在微网中部署一台至几台容性等效输出阻抗逆变器将有效改善内部电压质量。

技术领域

本发明涉及一种阻抗逆变器，尤其涉及一种可改善微网电压调整的容性等效输出阻抗逆变器。

背景技术

分布式发电逐渐成为智能电网发展的重要分支，大量分布式发电装置(微网)引入配电网形成了“集中–分散”的供电格局，其中以逆变器接口并网的分布式发电构成的微网将得到广泛应用，如何使大量的逆变型分布式电源在供电的同时改善微网接入点电能质量，承担部分电压和频率调整任务成为目前新的研究热点之一。

一般情况下，电网运行控制的研究绝大部分是基于感性网络进行的，微网作为小型的发配电系统，具备复杂的电源和负荷特性，其电压稳定和控制问题与感性网络也有很大不同。应用较广泛的感性输出阻抗逆变器和阻性等效输出阻抗逆变器采用传统下垂控制方式时，输出电压会随着负荷功率或交换功率需求增大而降低，同时由于容量限制和逆变器钳制作用，这种电源特性不利于维持电压稳定和参与配网电压调整，但阻性等效输出阻抗逆变器较感性等效输出阻抗逆变器在低压线路环境多逆变器并联功率精确控制中更具优势。

在配网(微网)中部署一台或几台容性等效输出阻抗逆变器将有效降低无功补偿器的配置容量，改善局部电压调整。容性等效输出阻抗逆变器的倾斜特性类似于孤岛电网中进相运行的发电机，其功能类似于发电机进相运行平衡无功以控制系统电压。

发明内容

为了克服的传统下垂控制器在功率分配精度和环流方面存在的难题，本发明提出一种可改善微网电压调整的容性等效输出阻抗逆变器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

设计容性分布式电源并网逆变器，使其能够更有效地参与配网电压调整，并具备维持接入点电压稳定的能力。一种可改善微网电压调整的容性等效输出阻抗逆变器，包括电压电流环控制器、有功功率/频率控制环、无功功率/电压控制环三个部分组成。

所述电压电流环控制器是功率控制环和电压电流环构成控制器主体，同时设计电压电流环增益控制等效输出阻抗呈感性、阻性、容性或感性阻性混合性。

所述有功功率/频率控制环是传递函数部分具有积分环节1/s，使有功功率输出不受等效输出阻抗的影响。

所述无功功率/电压控制环是无功功率控制环节构造积分器1/s，等效改变了输出阻抗Zn变为sZn。

本发明的有益效果是：通过增加积分项并重新设计等效输出阻抗使得无功功率控制具备鲁棒性，改善功率分配精度的同时引入电压闭环反馈。容性等效输出阻抗逆变器同时具备供能和补偿电压波动的作用，具备补偿器特性和较强的电压稳定能力。在微网中部署一台至几台容性等效输出阻抗逆变器将有效改善内部电压质量。

附图说明

图1系统模型。

图2电压电流环控制器。

图3有功功率/频率控制环。

图4无功功率/电压控制环。

图5改进功率控制器。

具体实施方案

如图1所示，把逆变器等效为一个有内阻的电压源，逆变器设计中，功率控制环和电压电流环构成控制器主体，这两者功能相对独立，电压电流环主要用于改善电压输出性能，同时设计电压电流环增益可方便地控制等效输出阻抗呈感性、阻性、容性或感性阻性混合性。