低压微网逆变器孤岛运行控制策略研究

《低压微网逆变器孤岛运行控制策略研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第7期可再生能源Vol.33No.72015年7月RenewableEnergyResourcesJul.2015低压微网逆变器孤岛运行控制策略研究11，21113谢永流，李永东，程志江，樊小朝，史瑞静，罗君（1.新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830008；2.清华大学电机工程与应用电子技术系，北京100084；3.国网富蕴供电公司，新疆阿勒泰836500）摘要：低压微网系统中的逆变器孤岛运行时，由于失去电网电压和频率的支撑，逆变器的控制变得困难。在负载突变情况下，容易引起微网交流母线电压和频率幅值的波动，导致微网系统无法提供可靠的电能

2、；当逆变器并联处于孤岛运行时，微网系统要求各台逆变器能够按各自容量实现功率精确分配，同时还应具有较快的动态响应能力。针对以上问题，文章逆变器的外环控制采用改进功率下垂系数调节的电压PI控制、内环采用瞬时电流PR双闭环控制，保证负载突变时具有较快的动态响应速度和无稳态误差控制。仿真结果验证了文章控制策略的可靠性。关键词：低压微网；孤岛运行；电流PR控制；下垂系数；稳态误差中图分类号：TM614文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）07-1020-07DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.07.0100

3、引言瞬时电流PR控制，外环采用电压PI控制；当多近年来，国内外许多学者建立了低压微网系台逆变器并联运行时，为了实现系统各逆变器输统，该系统不仅能够解决能源紧缺问题，而且能够出功率精确分配，引入功率下垂系数调节，通过调充分利用洁净能源发电，有效解决沙漠、牧场等偏节下垂系数，实现了母线电压和频率幅值稳定。经远地区供电不足问题。因此，低压微网系统具有非仿真结果表明，采用本文的控制策略使系统具有[1]常大的发展潜力和空间。当低压微网系统处于较好的静、动态响应能力，且输出电流鲁棒性较孤岛运行时，系统公共接点（PCC）失去了传统大强，具有一定的工程应用价值。[

4、2]电网的电压和频率支撑，不利于系统中逆变器1低压微网系统逆变器数学模型的控制。当微网系统中多台逆变器并联运行时，为1.1逆变器主电路拓扑结构了保证微网系统能够稳定运行，逆变器的控制策本文给出低压微网系统中逆变器的拓扑结[3][7]略成为了当前国内外研究的热点。构，如图1所示。文献[4]从微网稳定运行和能量管理的角度T1T3T5提出了主从控制策略的控制方法，还考虑了微网L1R1L2R2在各种状况和约束下的经济调度和优化运行。但uaudcubuc缺乏控制器的设计细节，不利于进一步研究。文献T4T6T2交流[5]提出微电网孤岛运行时，逆变器采用有功调母

5、线负载频、无功调压的控制策略，且利用二次调频实现了频率的无差控制。文献[6]提出了一种改进的自调图1低压微网系统中逆变器拓扑结构节下垂控制法，解决了微网系统中逆变器因功率Fig.1Invertertopologyoflowvoltagemicrogridsystem下垂系数调节所引起的交流母线电压和频率幅值该系统由直流电源udc、LCL滤波器和交流负的波动。载组成。其中：T1~T6为逆变器的6个开关管；uk为针对上述问题，为了保证系统中负荷发生突逆变器的各桥臂中点相电压；R1，R2，R3为LCL滤变时，系统能够快速调整输出功率以满足用户电波器的寄生

6、电阻；L1，L2为逆变器滤波电感；C为能需求，本文对孤岛运行时逆变器电流内环采用滤波电容；ilk为滤波电感电流；ick为滤波电容电收稿日期：2015-02-17。基金项目：新疆研究生科研创新项目（XJGRI2014028）；科技支疆项目（2013911036）；新疆维吾尔自治区自然科学基金（2015211C252）。作者简介：谢永流（1987-），男，硕士研究生，研究方向为数字交流电机-直驱风力发电并网技术。E-mail：1119876243@qq.com·1020·谢永流，等低压微网逆变器孤岛运行控制策略研究流；ik为负载电流；Zk三相负载。假设

7、线路阻抗呈感性，则可忽略电阻rx对线路的[9]当系统处于孤岛运行时，根据图1的电流参影响，因功角δx很小，则sinδx≈δx，cosδx≈1，可以考方向。选取逆变侧电感电流ikl、负载电流ik、滤将式（2）化简后得：x波电容电压uck为状态变量，为了简化坐标系和免x3ExVxP=··δxxxx2Xx受耦合项的影响，给出αβ坐标系下逆变器的数xx（3）xx3E（E-V）学模型：xxxxQx=-·x2XxxxxdiαlxL=-Ri-u+ux1dt1αlcαα由式（3）可知：逆变器输出有功功率和其输出xxxxdi电压相角成正比，输出的无功功率和其输出电压

8、xβlxL1=-R1iβl-ucβ+uβxdt幅值成正比。通过分别调节逆变器的输出有功、无xxxxdiα功功率改变逆变器输