摘要
分布式可再生能源发电的大规模发展给人们的生产生活带来了巨大便利，不仅减少了化石能源的消耗，也减少了环境污染。微电网作为消纳分布式可再生能源的有效手段，其核心器件电力电子逆变器的控制策略研究意义重大，由于系统参数差异并联逆变器间会有环流产生，影响微电网的正常运行。本文基于下垂控制方法对并联系统中环流问题进行分析研究，在传统下垂控制策略中加入虚拟参数，同时改进无功下垂控制器优化控制策略，以减小逆变器间的环流，同时改善母线电压质量。 首先，通过分析微电网逆变器常见的几种拓扑结构，建立三相电压型逆变器在abc、αβ和dq坐标系下的数学模型以及与之相对应的控制框图；针对逆变器输出在dq轴分量上仍存在耦合问题，设计了电压电流双环控制器对其进行解耦控制；对比分析几种滤波器的性质特点，选择出对高频谐波滤除效果好、成本低且便于实现的滤波器类型，并对滤波器参数进行优化设计。 其次，分析几种常见的并联逆变器控制策略，重点对下垂控制策略进行了研究。鉴于在低压微电网中，并联逆变器系统使用传统的下垂控制策略，由于线路分布参数不匹配，会使有功、无功的耦合程度增大，以及线路末端输出电压存在偏差，因此，本文针对等效连线阻抗存在差异且两个相同容量的逆变器无法实现功率均分产生环流的问题，提出在电压电流环中引入虚拟电容的方法，该方法可以改变等效连线阻抗的性质，使有功无功充分解耦；并提出通过逆变器输出的无功功率反馈来对无功下垂控制环节进行改进，提高下垂控制的功率均分精度，使逆变器可以按照自身容量分配负荷，以减小并联系统间的环流，同时改善母线电压质量，提高微电网系统运行的安全性和稳定性。 最后，在Matlab/Simulink中建立等效连线阻抗不等情况下，两逆变器并联运行仿真模型，通过对传统型下垂控制策略、基于虚拟电容的下垂控制策略以及基于虚拟电容的改进型下垂控制策略仿真结果进行对比，验证了所提环流控制策略的可行性和有效性。
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