[发明专利]基于准谐振PR和恒定参考电压的逆变器环流抑制控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及分布式电源及微电网控制领域，具体涉及一种基于准谐振PR和恒定参考电压的逆变器环流抑制控制方法。

背景技术

由于微电网中的电源都是以电力电子接口并入母线，因此相比于传统大电网，微电网系统的惯性较小，在遭受扰动时容易发生失稳。微电网的控制方法就是通过对各电源的逆变器分配不同的控制方法，来保证微电网内部的功率平衡与母线频率的稳定从而抑制逆变器间环流。目前微电网的控制方法主要有对等控制、主从控制、多代理控制。对等控制是指系统中每个微电源在控制上地位相同，相互之间不存在从属关系，所有电源均采用下垂控制，共同维持系统的电压和频率稳定。其中下垂控制就是选择与传统发电机相似的频率一次下垂曲线作为微电源的控制方式。主从控制是指系统中一个或多个电源作为主电源，采用V/f控制提供电源和频率支撑，其余作为从电源，采用PQ控制提供恒定功率输出。多代理系统是由多个代理单元组成分布式自主网络，各个代理单元之间相互通信，通过对本地进行分布式控制，最终完成微电网整体的协调控制。在孤岛运行的微电网中，主从控制由于具有良好的电压频率稳定性，应用更为广泛。多主从控制作为主从控制的一种方式，适用于脱离大电网运行的微电网系统。多主从电源控制具有多个主电源，因此可靠性较高，且系统最大容量比较大。但是在多主从电源并联系统中，由于元件参数的差异等问题，各台主电源的输出电压会出现微小差别，从而在主电源之间产生环流。本文提出了基于准谐振PR控制器和恒定参考电压控制的环流抑制控制方法，利用准谐振PR控制器不仅能够实现输出电压无静差跟踪，同时可以避免滤波参数、控制器参数对逆变器总输出阻抗的差异。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于准谐振PR和恒定参考电压的逆变器环流抑制控制方法，有利于抑制并联逆变器之间产生较大的环流，保证逆变器并联系统稳定、高效的运行，从而提高系统稳定运行的能力。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于准谐振PR和恒定参考电压的逆变器环流抑制控制方法，包括如下步骤，

步骤S1、搭建多逆变器并联运行等效电路，其中，E∠θ表示逆变器空载输出电压，θ表示空载电压相角；Z₀、Z_L分别表示逆变器的等效输出阻抗和并联线路阻抗；P、Q分别表示逆变器的输出有功功率和无功功率；下标1、2分别对应逆变器1和逆变器2；由于逆变器输出的有功功率主要取决于线路两端的电压幅值差，无功功率主要取决于功角差，因此可得ω＝ω*+mQ，E＝E*-nP；其中，ω为输出电压角频率，ω*为逆变器空载时电压角频率参考值，E为输出电压幅值，E*为逆变器空载时电压幅值参考值；P为实际输出有功功率；Q为实际输出无功功率；m为频率下垂增益；n为电压下垂增益；

步骤S2、引入虚拟电阻，构建电压闭环控制，使得等效输出阻抗在工频50Hz左右时呈现阻性特征；其中R_v为引入的虚拟电阻，U*_ref为引入虚拟电阻R_v后的参考电压，G(s)为控制环节的电压增益，则可得并联交流母线处的电压、输出电流、并联运行的逆变器间的环流，即：

U_L(s)＝G(s)*U_ref*(s)-[G(s)*R_V+Z_o(s)+Z_L(s)]*I_o(s)

I_o(s)＝G(s)*U_ref*(s)-U_L(s)/[G(s)*R_V+Z_o(s)+Z_L(s)]

为逆变器间的环流，为逆变器的输出电流；由此可知，逆变器的输出电流与电压增益G(s)，参考电压U*_ref，逆变器输出等效总阻抗有关，由于其参数存在差异，因而会导致并联运行的逆变器间产生环流；

步骤S3、引入电压电流双闭环控制，则可得输出电压的表达式

U_L(s)＝(K_pK_pwmG_u(s)*U*_ref(s))/(LCs²+K_pK_pwmCs+K_pK_pwmG(s)+1)