[发明专利]一种基于自适应虚拟阻抗的多逆变器并联控制方法

说明书

本发明提供了一种基于自适应虚拟阻抗的多逆变器并联控制方法，包括如下步骤：步骤1：建立多逆变器并联下垂控制方程；步骤2：分析多逆变器并联有功均分的条件；步骤3：构建基于自适应虚拟阻抗的改进下垂控制模型。本发明的技术方案克服现有技术中多逆变器并联时因线路阻抗不同引起的有功功率不均分以及产生并联环流的问题。

技术领域

本发明涉及电力电子逆变器控制的技术领域，具体涉及一种基于自适应虚拟阻抗的多逆变器并联控制方法。

背景技术

随着新能源发电技术的不断发展，多逆变器并联技术得到了广泛研究。多逆变器并联系统因其具有结构灵活、即插即用、容量可扩展等特点，成为了新能源发电领域的研究热点之一。但是，多逆变器并联系统由于不同逆变器地理位置上的不确定性导致线路阻抗不同且难以控制，存在有功功率不均分和稳定性较差等问题。

针对上述问题，有的学者提出了引入虚拟电感的逆变器并联控制策略，该方案能够降低功率不均分程度并抑制并联环流，但引入过小的虚拟电感时，功率均分效果不足，引入过大虚拟电感则会引起逆变器输出电压质量降低和的稳定性下降，当虚拟电感接入低压线路时，因为线路阻抗中阻性成分较大，虚拟电感对功率均分问题的改善程度有限，并且会使输出电压降越线。还有的学者提出了由中央控制器采集功率信息的多逆变器并联控制策略，该方案能够实现功率均分和消除并联环流，但是该方案对中央控制器和通信网络的要求较高，依赖多逆变器之间输出功率的实时传输，使多逆变器并联系统失去了即插即用、结构灵活等功能，并且降低了系统的可靠性。因此，现需要一种有功功率均分、消除并联环流，提高多逆变器并联时系统稳定性的多逆变器并联控制方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于自适应虚拟阻抗的多逆变器并联控制方法，以解决现有技术中多逆变器并联时因线路阻抗不同引起的有功功率不均分以及产生并联环流的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于自适应虚拟阻抗的多逆变器并联控制方法，包括如下步骤：

步骤1：建立多逆变器并联下垂控制方程；

步骤2：分析多逆变器并联有功均分的条件；

步骤3：构建基于自适应虚拟阻抗的改进下垂控制模型。

进一步地，根据多逆变器并联时的输出有功功率与输出电压和公共连接点电压的关系建立多逆变器并联模型，建立线路阻抗呈阻性特性下的多逆变器逆并联下垂控制方程为：

其中，P、Q分别为逆变器输出的有功功率和无功功率，U、U^*分别为逆变器输出电压幅值和电压给定值；f、f^*分别为逆变器运行时输出电压的频率和频率给定值；m和n分别为有功-电压下垂系数和无功-频率下垂系数。

进一步地，根据多逆变器并联模型，建立两逆变器下垂控制并联时的输出有功功率的均分误差关系式为：

其中，U_i、U_j别为第i个和第j个逆变器的输出电压，R_Li、R_Lj分别为第i个和第j个逆变器到公共连接点的等效电阻，P_i、P_j分别为第i个和第j个逆变器的额定功率，m_i、m_j分别为第i个逆变器和第j个逆变器的有功-电压下垂系数。

进一步地，当输出有功功率均分误差△P的分子部分等于零时，能实现多逆变器并联有功功率的均分，即：

分析得到多逆变器并联有功均分的条件为：多逆变器并联时的各逆变器等效线路阻抗之比和各逆变器的有功-电压下垂系数与输出电压的乘积之比相等。

进一步地，步骤3包括以下具体步骤：