[发明专利]一种基于空载电压增益补偿的并联逆变器下垂控制方法

说明书

本发明公开了一种基于空载电压增益补偿的并联逆变器下垂控制方法，对于逆变器并联系统中的每个逆变器，在逆变器对应的电压下垂控制方程中引入空载电压增益补偿；具体为通过电压控制器和逆变器的数学模型可计算出逆变器空载电压增益，并计算基波频率处的空载电压增益幅度，对电压下垂方程进行补偿。本发明通过引入空载电压增益补偿，能够修正不同逆变器空载电压增益失配带来的影响，取得良好的并联效果。

技术领域

本发明涉及逆变器并联控制技术领域，具体涉及一种基于空载电压增益补偿的并联逆变器下垂控制方法。

背景技术

逆变器并联控制技术能够提高系统的冗余度和可扩展性，增强供电可靠性，是新能源、分布式发电、微电网和不间断电源等领域的核心技术之一。

逆变器的形态可由硬件和控制两个层面来描述，硬件层面包括功率等级和拓扑结构，控制层面包括电压控制策略、滤波参数、母线电压和开关频率等不同。实际应用中，如微电网等，迫切需要兼容不同形态逆变器(所述同形态逆变器指并联的逆变器在硬件和控制层面均相同，具有相同的拓扑、功率等级、电压控制策略和参数)并联运行的控制技术。对多形态逆变器进行协同控制，从逆变器的戴维南等效模型来看，除了需要考虑阻抗失配的因素，还要面临空载电压增益失配等问题，与同形态逆变器并联相比更具复杂性。

下垂控制方程包括电压下垂控制方程和频率下垂控制方程。“Fast reactivepower sharing,circulating current and resonance suppression for parallelinverters using resistive-capacitive output impedance.IEEE Transactions onPower Electronics,2016,31(8)”指出根据逆变器阻抗的不同，下垂控制方程共有五种类型，如表1所示，其中V*和ω*为额定输出电压幅值和角频率，V和ω为设定值，k_pv、k_qv、k_pω和k_qω为下垂系数。

表1下垂控制方程的五种类型

但上述公开文献未考虑不同形态逆变器并联存在的问题。

如上所述，现有下垂控制技术大多是以同形态逆变器组成的并联系统为研究对象进行推导得到，即考虑协同运行的逆变器具有相同的拓扑、电压控制策略和参数，隐含了逆变器空载电压增益函数在基波频率幅度为1、相位为0°的条件，在协同控制方面主要考虑阻抗(包括逆变器等效阻抗和馈线阻抗)失配带来的影响。对于多形态逆变器组成的并联系统，由于逆变器在拓扑、参数和波形控制策略等方面存在差异，除了阻抗层面的差异之外，还存在空载电压增益的特性差异，现有下垂控制技术应用于多形态逆变器的无线并联控制难以取得较好的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种基于空载电压增益补偿的并联逆变器下垂控制方法，通过引入空载电压增益补偿，能够修正不同逆变器空载电压增益失配带来的影响，取得良好的并联效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于空载电压增益补偿的并联逆变器下垂控制方法，对于逆变器并联系统中的每个逆变器，在逆变器对应的电压下垂控制方程中引入空载电压增益补偿，具体如下：

V＝f(V^*,P,Q)/G_vA

其中，f(V^*,P,Q)表示任意电压下垂控制方程；V^*表示额定输出电压负载；P表示有功功率；Q表示无功功率；V表示电压设定值；G_vA表示基波频率f₀下G_v(s)的幅度值；G_v(s)表示逆变器的空载电压增益函数；