[发明专利]基于电压源逆变器并联系统的无功均分控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电压源逆变器并联技术领域，尤其是一种基于电压源逆变器并联系统的无功均分控制系统及方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，人们对电力的需求量越来越大，电网的规模以及远距离输送的电力容量均在不断增长。集中式大电网成本高、运行难度大、可靠性低等缺陷将随着电网规模的扩大日渐凸显，越来越不能满足人们对电力供应的质量及用电安全性与可靠性的要求。近年来，由电网中单点故障引起的大规模停电事故频频发生，充分暴露出了大电网系统的脆弱性，供电可靠性问题已引起各国人员的高度重视。此外，集中式大电网发电系统不能跟踪电力负荷的变化，系统的灵活性相对较差。若为了短暂的峰荷建造发电厂，所需花费很大，经济效益很低。为了节省投资，提高发电系统的安全性与灵活性，分布式发电系统应运而生。

分布式发电又被称为分散式发电或分布式供电，指的是通过直接布置在配电网或者分布在负荷附近的发电设施经济、高效、可靠地发电。分布式发电系统具有以下一些特点：(1)分布式发电系统中各个发电设备相互独立，极大地提高了其安全可靠性，弥补了大电网稳定性的不足。(2)分布式发电系统建造和安装成本较低，相对于大电网而言输配电损耗也较低。(3)分布式发电系统调峰性能好，操作简单，是大电网的有力补充和有效支撑。随着太阳能、风能、潮汐能等新能源的大力发展，分布式发电系统得到了极大的应用，因而，分布式发电系统将在现在及未来一段时间内在国民用电中都处于至关重要的位置。

随着分布式发电的快速发展，对分布式发电系统的容量、性能、可扩展性等要求越来越高。逆变电源作为分布式发电系统中的核心发电设备，其由集中供电向分布式并联供电发展成为必然趋势，同时逆变器并联技术是分布式发电系统实现高可靠性、高冗余性、高容量和高可扩展性的基础，也是分布式发电系统稳定运行的关键所在。然而，当多台逆变器并联向负载供电时，若各台逆变器连接线路阻抗不一致，基于传统下垂控制策略下的分布式并联方案难以实现并联系统内的各台逆变器均分负载无功功率，严重时将会造成各台电压源逆变器显著不均流，整个并联系统无法正常工作，从而危害逆变器并联系统可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于电压源逆变器并联系统的无功均分控制系统及方法，可有效解决因逆变器连接线路阻抗参数不一致导致的逆变联系统内的各台逆变器无功功率不均分的问题，保证整个逆变器并联系统可靠运行。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于电压源逆变器并联系统的无功均分控制系统，包括多个并联的含输入电源及负荷的三相逆变器主电路，在一个三相逆变器主电路上连接有逆变器三相电感电流采集模块和逆变器出口电压采集模块，该逆变器三相电感电流采集模块和逆变器出口电压采集模块的输出端连接逆变器输出功率计算模块，该逆变器输出功率计算模块的输出端分别连接逆变器电压额定幅值修正模块和频率-有功功率下垂控制调节模块；所述逆变器电压额定幅值修正模块的输出端与基于逆变器输出频率-无功功率下垂控制的调节模块的一个输入端相连接；所述频率-有功功率下垂控制调节模块与虚拟转动惯量模块、逆变器相位生成模块及电压参考信号生成模块依次相连接，所述虚拟转动惯量模块输出同时反馈至频率-有功功率下垂控制调节模块；所述逆变器出口电压采集模块的输出端还连接逆变器输出电压幅值检测模块，该逆变器输出电压幅值检测模块与电压-无功功率下垂控制调节模块、积分调节模块、电压参考信号生成模块、电流环参考信号生成模块、电流环调节模块和脉宽调制模块依次相连接最终产生驱动功率开关控制信号。

一种基于电压源逆变器并联系统的无功均分控制系统的方法，包括以下步骤：

步骤1、将逆变器三相电感电流采集模块和逆变器出口电压采集模块所获得的变流器输出电压u_oABC和电流i_ABC送入逆变器输出功率计算模块获得相应的逆变器输出有功功率p_o和无功功率q_o；

步骤2、将无功功率q_o送入逆变器电压额定幅值修正模块获得电压额定幅值修正值ΔV_n；

步骤3、将输出电压u_oABC送入逆变器输出电压幅值检测模块获得相应的输出电压幅值信号V_o；