基于网络控制的混合能源分布式三相逆变器并联系统的研究

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随着微网技术和新能源技术的发展,许多不同形式的分布式发电系统,例如蓄电池、太阳能和风机系统通过电力电子变换器被接入微网。逆变器常作为分布式系统的变换器,混合能源分布式逆变器并联技术被广泛应用于微网,多逆变器并联技术可以克服功率器件的容量限制,扩大系统的容量。因此,多逆变器并联稳定运行的研究工作十分重要。  本文主要研究了一种基于网络控制的分布式逆变器并联控制策略。下垂控制是常用的功率分配方法,但是传统的下垂控制对功率分配存在局限。当逆变器模块在输出阻抗不匹配时,传统的下垂控制是无法实现无功功率的精确分配的。针对该问题提出了一种基于网络控制的改进的逆变器并联策略。它解决了系统无功功率无法精确分配的问题,同时减小了交流母线的偏差值。  本文首先对三相逆变器的单机系统进行了分析,建立了系统的数学模型。根据单机系统的模型设计了双环控制的参数。然后分析了三相逆变器并联情况下的模型,给出了加入虚拟阻抗之后的分析,通过仿真和实验的方法研究了加入虚拟阻抗控制后三相逆变器并联系统的工作性能。  在实际的微网系统中,微网的结构可能为网状或者环状,逆变器和负载单元的切入切出可能会改变系统的馈线阻抗。因此通过准确测量逆变器的馈线阻抗并设置相对应的虚拟阻抗的控制策略在实际的应用中还是无法解决系统的输出功率分配问题。本文提出了一种基于网络控制的逆变器并联控制策略可以解决传统下垂控制的限制。当微网电压偏离额定值时,微网的中心控制器能利用二级控制技术补偿电压的偏差。具体的电压偏差信号通过低带宽的通信发送给每个逆变器模块。通过实验和仿真验证这种控制策略的性能。
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