[发明专利]一种可调虚拟阻抗的孤岛微网逆变器控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及分布式发电及电力电子技术领域，特别是一种基于可调虚拟阻抗的孤岛微网逆变器控制方法。

背景技术

微网的发展越来越得到各个国家的重视，其运用越来越广泛，在各个国家的建设中也愈显重要。微网包含分布式电源，各个电源通过逆变器接入微网，将自身生成的电能注入微网，所以如何控制逆变器以保障微网稳定运行成为必须解决的问题。各个逆变器之间相互并联，各模块的特性应尽量保持一致，它们的控制性能直接影响到微电网的供电质量和系统可靠性。

在微电网孤岛工作模式下，此时系统的母线电压是由微网内的分布式电源来调节的，必须维持电压幅值和频率稳定的同时实现功率的准确分配，所有分布式电源应根据自己的本地信息进行自主调节。根据即插即用与“对等”的控制思想和设计理念,以下垂控制为基础的逆变器并联技术由于降低了对通讯可靠性的依赖而在微网中得到了广泛的应用。分布式电源只需要检测接入点的信息，通过调整自身输出电压的频率和幅值来控制输出的有功和无功功率，无需通信环节，因此具有比较高的可靠性和灵活性。有文献假定微电网线路阻抗呈感性，基于下垂控制策略对微电网控制系统进行了整体设计。然而，接入中低压电网的微电网的线路阻抗一般呈复阻抗特性，逆变器的输出阻抗特性也依赖于所采取的控制策略和系统参数，而且分布式电源和负载的分布导致线路阻抗不平衡。线路阻抗不平衡使得各逆变器的接入点电压存在差异，导致逆变器的无功下垂控制偏离理想运行点，逆变器间存在环流和功率分配不均现象，当微电网的负荷突变时，环流会增加变流器过电流故障的可能性。因此，采用传统下垂控制的微电网不但无法有效实现功率解耦和均分，同时系统的稳态和动态性能也会受到影响。

为实现微网系统在线路阻抗不平衡情况下的稳定运行，有学者在系统中串联电感或电阻，不但增加额外的装置，增加了系统的建设费用还会引起电压降落。有学者提出在下垂控制中结合虚拟阻抗控制改善分布式电源之间环流问题，其中的虚拟阻抗大于微电网分布式电源的输出阻抗和线路阻抗，从而改变分布式电源总体等效阻抗。但此种方法中的虚拟阻抗为定值，当线路阻抗受各种因素影响而阻抗值发生变化时，固定的虚拟阻抗显然不能达到环流抑制的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种基于可调虚拟阻抗的孤岛微网逆变器控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种可调虚拟阻抗的孤岛微网逆变器控制方法，包括以下步骤：

1)获取微网逆变器LC滤波器的A相电容电压u_can，将u_can作为锁相环PLL电路的输入信号，获取参考电压角频率ω_n；

2)参考电压发生器得到正弦信号sinω_nt、sin(ω_nt-120°)和sin(ω_nt+120°)，并乘以给定参考电压幅值U_n，得到三相参考电压u_crefabcn＝(u_crefan,u_crefbn,u_crefcn)，即；

t为时间量；

3)将三相参考电压从三相静止abc坐标系转换到静止两相坐标系，得到u_refαβn＝(u_refαn,u_refβn)，其中转换矩阵为

4)给定三相交流公共点电压为u_acabcn＝(u_acan,u_acbn,u_accn)，将三相交流公共点电压从三相静止abc坐标系转换到静止两相坐标系，得到u_acαβn＝(u_acαn,u_acβn)；

5)检测三相线路电流i_abcn＝(i_an,i_bn,i_cn)，将三相线路电流从三相静止abc坐标系转换到静止两相坐标系，得到两相线路电流i_αβn＝(i_αn,i_βn)；

6)在初始状态，即线路阻抗Z_line没有发生变化，各条支路的线路阻抗相等的情况下，获得两相参考线路电流i_refαβn＝(i_refαn,i_refβn)；