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《微網(wǎng)逆變器平滑切換控制》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、微網(wǎng)逆變器平滑切換控制 摘要：逆變器的平滑切換控制作為微網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件，研究逆變器合適的控制方法十分重要。本文在分析逆變器不同運(yùn)行模式控制策略結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用基于外環(huán)輸出狀態(tài)跟隨和預(yù)同步控制的方法實現(xiàn)逆變器輸出在切換前后的平滑切換方法，最后在仿真平臺對所提策略進(jìn)行驗證，實驗結(jié)果證明了所提策略的有效性?！ ￡P(guān)鍵詞：逆變器；平滑切換；狀態(tài)跟隨；預(yù)同步 DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.021 0引言 微電網(wǎng)由于具有可以獨(dú)立運(yùn)行、靈活切換運(yùn)行模式的優(yōu)點(diǎn)，可以作為配電網(wǎng)的有效補(bǔ)充。微電網(wǎng)可以覆蓋配
2、電網(wǎng)供電經(jīng)濟(jì)性差的地區(qū)，如偏遠(yuǎn)山區(qū)、島嶼等，若這類地區(qū)由配電網(wǎng)供電往往由于架線等成本太高而得不償失，而微電網(wǎng)可以為此類用戶提供相對經(jīng)濟(jì)且高效的供電。微電網(wǎng)穩(wěn)定高效運(yùn)行要求具有良好的控制系統(tǒng)控制微電網(wǎng)的合理運(yùn)行。由于微電網(wǎng)內(nèi)分布式電源的特點(diǎn)，對于微電網(wǎng)的控制往往是通過逆變器進(jìn)行，因而許多學(xué)者對微電網(wǎng)逆變器的控制策略展開了研究。文獻(xiàn)[1]對分布式電源逆變器雙環(huán)控制策略進(jìn)行了研究，并對其未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討；文獻(xiàn)[2]對微電網(wǎng)逆變器的多換反饋控制策略進(jìn)行了研究，提出利用下垂特性設(shè)計外環(huán)功率控制器，實現(xiàn)逆變器間的通信控制。 逆變器控制策略的平滑切換
3、是實現(xiàn)微電網(wǎng)靈活切換運(yùn)行模式的重要條件。文獻(xiàn)[3]通過基于雙環(huán)控制的反饋控制器，通過改進(jìn)下垂控制和PQ控制實現(xiàn)主從控制微電網(wǎng)電壓、頻率的平滑控制；文獻(xiàn)[4]采用分區(qū)控制結(jié)合主電源的雙環(huán)控制方式對微電網(wǎng)從并網(wǎng)模式切換至孤島運(yùn)行進(jìn)行研究，最終實現(xiàn)了平滑切換的目標(biāo)；文獻(xiàn)[5]提出一種新型鎖相環(huán)減少主從微電網(wǎng)運(yùn)行模式切換帶來的振蕩，實現(xiàn)了平滑切換控制；文獻(xiàn)[6]基于能量守恒原理改進(jìn)電壓環(huán)調(diào)節(jié)器來抑制并網(wǎng)向孤島切換過程的振蕩；文獻(xiàn)[7]通過在常規(guī)切換的基礎(chǔ)上加入PI控制器進(jìn)行跟隨的方法減小切換過程中控制器外環(huán)輸出的突變，從而減小波動實現(xiàn)平滑切換?！ ”疚囊?/p>
4、主從型微電網(wǎng)主電源逆變器為對象，對其平滑切換控制策略進(jìn)行研究，提出基于同步跟隨和預(yù)同步的逆變器平滑切換控制策略，并通過仿真驗證其有效性?！ ?逆變器并網(wǎng)結(jié)構(gòu)及控制策略 逆變器并網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，由逆變器、濾波器及線路阻抗三部分組成。其中角標(biāo)i=a、b、c，代表a，b，c相關(guān)電量；Ui、Ii表示逆變器出口電壓、電流；Uoi表示逆變器經(jīng)濾波器濾波后的輸出電壓；Ioi代表逆變器經(jīng)濾波器后的出口電流；U?i為逆變器接入交流母線端口電壓；L?代表線路電感，R為線路電阻?！ ?.1并網(wǎng)運(yùn)行時逆變器控制策略 微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時，配電網(wǎng)可以為微電網(wǎng)提供電壓和頻
5、率基準(zhǔn)，因此逆變器控制可以配電網(wǎng)的U、f為基準(zhǔn)，此時分布式電源逆變器均采用PQ雙環(huán)控制策略。 1.2孤島運(yùn)行時逆變器控制策略 孤島運(yùn)行時，逆變器目前普遍采用的控制方法包含下垂控制和U/f控制。下垂控制是依靠電壓、頻率的差值來實現(xiàn)對無功功率、有功功率的控制，是一種調(diào)差控制，因此下垂控制適合于多臺逆變器并聯(lián)運(yùn)行時的控制。本文采用蓄電池作為主電源，為此其逆變器采用U/f控制策略?！ ?逆變器控制策略切換 主從型微電網(wǎng)在運(yùn)行模式切換時，從電源逆變器控制保持PQ控制策略不變，主電源逆變器控制策略則需要隨著運(yùn)行模式的改變而進(jìn)行切換。因此，逆變器的切換包
6、含：微電網(wǎng)運(yùn)行模式由并網(wǎng)切換至孤島，逆變器相應(yīng)的由PQ控制切換為U/f控制；微電網(wǎng)由孤島切換至并網(wǎng)，逆變器重新切換至并網(wǎng)運(yùn)行。 2.1并網(wǎng)轉(zhuǎn)孤島時逆變器平滑切換控制 由前述分析可知，主電源逆變器在微電網(wǎng)由并網(wǎng)轉(zhuǎn)孤島運(yùn)行時需要由PQ控制切換為U/f控制。在主電源逆變器進(jìn)行模式切換時，由于外環(huán)生成的dq軸參考電流Idref、Iqref不同，若直接切換，因二者之間存在差值將導(dǎo)致電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器輸出項突變，引起逆變器的輸出突變。 針對于此，本文提出一種基于U/f外環(huán)控制輸出對PQ控制外環(huán)輸出進(jìn)行狀態(tài)跟隨的逆變器輸出平滑切換控制策略，以d軸狀態(tài)跟隨控
7、制為例。 其中微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時開關(guān)K1在導(dǎo)通，K2斷開。K3導(dǎo)通1通道；孤島運(yùn)行時，K1斷開，K2導(dǎo)通，K3導(dǎo)通2通道。逆變器控制策略由PQ切換至U/f時，由于U/f控制外環(huán)輸出已對PQ控制外環(huán)進(jìn)行了狀態(tài)跟隨，逆變器輸出將會平滑過渡。 2.2孤島轉(zhuǎn)并網(wǎng)時逆變器平滑切換 孤島運(yùn)行時，主電源逆變器為其它分布式電源提供電壓、頻率基準(zhǔn)。微電網(wǎng)重新并網(wǎng)運(yùn)行時，為確保并網(wǎng)不對電網(wǎng)的運(yùn)行造成大沖擊，主電源逆變器并網(wǎng)前輸出的電壓幅值、頻率及相位必須與配電網(wǎng)保持一致，為此需對其輸出進(jìn)行預(yù)同步控制，以滿足并網(wǎng)條件?！ ”疚牟捎萌鐖D5所示的逆變器預(yù)同步控制策略。
8、通過以電網(wǎng)的實際值對主電源逆變器的輸出進(jìn)行預(yù)同步。Ugd、Ugq代表配電網(wǎng)低壓側(cè)電壓幅值的d、q軸分量，Ud、Uq為微電網(wǎng)電壓幅值的d、
