一种分布式电源并网逆变器的下垂控制算法
【专利摘要】本发明涉及电力技术分布式电源并网领域中的逆变器的控制的方法，具体为一种分布式电源并网逆变器的下垂控制算法，该算法中增加了(1+ mpP )因子，减小逆变器之间出现的有功环流；增加－ n1Q 项，达到 P- ω 完全解耦控制的目的；增加微分项提高逆变器的响应速度。增加(1+ nqQ )因子，防止逆变器之间出现无功环流；增加 +m2P 项，减少P-V正相关的影响；增加微分项提高逆变器的动态性能。本发明提高了DG逆变器的响应速度，减小DG逆变器间的无功环流，有效防止逆变器出现过负荷，是很有前景的一种分布式电源并网逆变器的下垂控制算法。
【专利说明】一种分布式电源并网逆变器的下垂控制算法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力技术分布式电源并网领域中的逆变器的控制的方法，具体为一种 分布式电源并网逆变器的下垂控制算法。
【背景技术】
[0002] 随着我国国民经济的快速发展，电力需求迅速增长，电网建设步伐日益加快。但 是随着电网规模不断扩大，超大规模电力系统的弊端也日益显现：成本高，损耗大，运行难 度大，难以满足用户对供电安全性、可靠性等方面越来越高的要求。此外，传统电网大量地 消耗以煤为主的能源，随着能源供应的持续紧张和生态文明意识的不断提升，分布式电源 (DG)开始并入电网发电。风能、太阳能等DG逆变器，以及微型燃气轮机、燃料电池等这些 DG逆变器端电压的幅值和频率各不相同，难以直接并网运行，需要通过电力电子变换装置 与电网相连接，DG逆变器端电压的幅值和频率由电力电子变换装置调节控制。
[0003] 常见的DG接口逆变器的控制方法按照功率分配控制策略可以分为：恒功率控制、 下垂控制和恒压恒频控制。恒功率控制，也称作PQ控制，该DG接口逆变器的控制目标是使 DG接口逆变器输出的有功功率和无功功率均等于参考功率；下垂控制是模拟同步发电机 输出的有功功率、无功功率与电压频率和幅值的关系特性，人为使DG接口逆变器输出的有 功功率与频率、无功功率与电压幅值呈线性关系，实现微电网各组成单元的对等控制；恒压 恒频控制（V/f?控制）则是不论DG接口逆变器输出功率如何变化，始终维持DG接口逆变器 端电压的幅值和频率不变。
[0004] 下垂控制是对等控制的一种，由于其不需要复杂、昂贵的通信系统，可靠性高，易 于实现DG接口逆变器和负荷的即插即用，可以满足微电网多种运行模式的要求，得到了国 内外学者的广泛关注。
[0005] 下垂控制的实现方式可以分为：根据微电网的频率和DG接口逆变器的端电压幅 值产生DG输出功率的参考信号，和根据DG输出的有功功率和无功功率调节DG接口逆变器 端电压的频率和幅值，其中如者称为f _P和V-Q下垂控制，后者称为P_f和Q-V下垂控制。 目前该两种控制策略都有使用，也有混合使用。
[0006] 分布式电源逆变器采用下垂控制是通过检测自身输出功率的大小调节其输出电 压的幅值和频率。但是，由于器件特性的差异和DG间连接线长度的不同，传统下垂控制DG 逆变器间可能出现环流，会导致逆变器过负荷甚至损坏。于玮等提出了"基于虚拟阻抗的不 间断电源并联系统均流控制"方法，该方法采用调节逆变器虚拟阻抗的方法把环流限制在 理想的范围之内，但是存在调节频繁和运算复杂的缺点。王文军等提出了"逆变器并联运行 的环流反馈控制"方法，该方法在原有下垂控制回路的基础上增加反馈补偿控制回路，这在 一定程度上提高了系统的动态均流能力，但是复杂的控制降低了控制回路的可靠性，也增 加了控制参数选择的难度。
【发明内容】
[0007] 本发明为了解决逆变器采用的下垂控制方法存在环流和响应慢等动态性能问题， 提供了一种分布式电源并网逆变器的下垂控制算法。
[0008] 本发明是采用如下的技术方案实现的：一种分布式电源并网逆变器的下垂控制算 法，包括以下步骤：
[0009] S1 :测量逆变器输出的电压V。、频率0^、有功功率P和无功功率Q ;
[0010] S2 :计算有功功率P和节点无功功率Q的变化率，得到
【权利要求】
1. 一种分布式电源并网逆变器的下垂控制算法，其特征在于包括以下步骤： 51 :测量逆变器输出的电压Vtl、频率COtl、有功功率P和无功功率Q ; 52 :计算有功功率P和节点无功功率Q的变化率，得到f和f ; 53 :根据Sl测得的参数和S2计算得到的f和$，由公式 at at
计算出目标电压V和目标频率ω，其中l+mpP和 l+nqQ分别为P-ω下垂因子和Q-V下垂因子，Hi1和n2分别表示Ρ-ω下垂系数和Q-V下垂 系数，IVn1*别表示Q-ω下垂系数和P-V下垂系数，j，k为ω、ν与有功、无功变化率相关 系数； 54 :根据目标电压V和目标频率ω进行逆变器控制。
【文档编号】H02J3/38GK104377735SQ201410743523
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】崔嘉, 马龙飞, 黄芳萍, 孙建士, 刘政义, 李慧, 段爱萍, 赵建平, 孟琦 申请人:国家电网公司, 国网山西省电力公司临汾供电公司