基于下垂控制策略的逆变器并联系统的设计与仿真研究

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当今人类对非可再生能源的大量开采、使用,使得整个社会不可避免地面临日益严重的能源危机和生态危机。世界各国都在研究基于可再生能源的分布式发电,逆变器并联的控制是逆变器并联系统中的一个关键技术。本文以单相逆变器的并联系统为研究对象,着重研究了并联系统的控制策略,从系统的拓扑结构、系统参数选择、最小环流控制以及逆变控制等方面做了详细的分析,并且通过仿真和实验进行了验证。论文从逆变器系统的组成、并联系统的分类、主电路的拓扑、滤波电路、并网控制以及并联系统的控制策略等方面进行了总体研究。选用了内部参数一致的逆变器以及LCL滤波电路作为系统主电路进行了重点分析。对逆变器各种并联形式进行了详细分析,无互联线的逆变器并联,非常适合并网逆变器分散的分布式发电系统。下垂控制是无互联线并联系统中常用的控制方式。对传统的下垂控制策略进行了改进,采用了三闭环控制系统。在改善微电网的稳定性,最大限度地限制过流情况发生等方面都具有显著特点。搭建了电路仿真模型,结果表明上述控制方法具有更好的输出特性。环流的存在对于系统的影响不可忽略,有时候会使得开关过流保护动作,更大危害就是开关的保护拒动,使得设备严重损坏。针对这个问题,本文对传统的下垂控制进行改进,提出了最小环流控制(MCC)。通过对系统计算的有功和无功功率进行修正,从而达到解耦目的,对各个逆变器的频率以及电压幅值的调节,进而实现系统环流最小的状态。通过仿真和实验的验证,证明了此种算法的可行性。
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