微網(wǎng)逆變器的分層控制策略分析

魏桂林 胥 飛

（上海電機(jī)學(xué)院電氣學(xué)院，上海201306）

1 虛擬阻抗的概念

傳統(tǒng)下垂控制[1]在實(shí)際并聯(lián)系統(tǒng)中有局限性，輸出阻抗的性質(zhì)不同時(shí)，下垂控制的效果也不同，所以在逆變器控制環(huán)節(jié)加入虛擬阻抗，校正輸出阻抗性質(zhì)或改善逆變器間的阻抗差異，可以抑制系統(tǒng)間的環(huán)流。

根據(jù)圖1可以得出相應(yīng)的傳遞函數(shù)如下：

圖1 引入虛擬阻抗后的電壓、電流雙閉環(huán)控制

可以得到引入虛擬阻抗的逆變器等效輸出阻抗為：

2 功率等效阻抗的概念

在實(shí)際的傳輸電路中，微源發(fā)出的功率是由兩部分組成的[3]：一部分供給本地負(fù)荷，一部分供給公共負(fù)荷。

若將線路和本地負(fù)荷看作一個(gè)整體[2]，可以得到公式：

其中R、X分別為微源相對(duì)于交流母線的功率等效阻抗[4]。線路阻抗和本地負(fù)荷對(duì)功率分配的影響可以由功率等效阻抗反映，通過線路的功率輸出和電壓幅值相位信息即可以求出對(duì)應(yīng)的阻抗值。若要求R、X需要知道母線電壓及其和微源的相位差，對(duì)于微源來說，這兩個(gè)參數(shù)都是未知數(shù)，但是考慮到相關(guān)參數(shù)和公式的推導(dǎo)，可以得到公式變形如下：

求得功率阻抗如下：

3 Matlab仿真

采用Simulink仿真，圖2為逆變器在傳統(tǒng)下垂控制下由于阻抗不等輸出電壓、電流下降；圖3則反映了通過功率監(jiān)督得出所需阻抗的補(bǔ)償，通過分層控制后電壓、電流的輸出情況以及環(huán)流的抑制情況。

圖2 傳統(tǒng)下垂控制下逆變器的輸出電壓和電流對(duì)比圖

圖3 引入虛擬阻抗后分層控制的電壓、電流輸出

4 結(jié)語(yǔ)

可以從仿真模型清楚地看出，當(dāng)逆變器的阻抗不同時(shí)，單純依賴傳統(tǒng)的下垂控制不能穩(wěn)定地輸出電壓、電流以及抑制逆變器系統(tǒng)間的電流環(huán)流。而引入虛擬阻抗后，通過分層控制可以有效抑制由于阻抗差異帶來的電流環(huán)流，得到的電壓、電流輸出也更加穩(wěn)定。