[发明专利]具有弹性有功功率分配的双下垂控制的逆变器并联控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种逆变器控制方法，特别涉及一种具有弹性有功功率分配的双下垂控制的逆变器并联控制方法。

背景技术

传统下垂控制忽略了线路阻抗中的阻性成分，认为传输线路以感性为主。逆变器并联时其输出有功功率通过逆变器频率来调节，其输出无功功率通过逆变器输出电压幅值来调节。因此，可以得到逆变器并联的下垂方程：

ω_i＝ω_0i-k_pi(P_i-P_0i) (1)

V_i＝V_0i-k_qi(Q_i-Q_0i) (2)

式中，i为逆变器编号，ω_i为逆变器输出电压角频率参考值，ω_0i为逆变器额定输出电压角频率，k_pi为逆变器输出有功功率的下垂系数，P_i为逆变器输出的有功功率，P_0i为逆变器额定输出有功功率，V_i为逆变器输出电压幅值参考值，V_0i为逆变器额定输出电压幅值，k_qi为逆变器输出无功功率的下垂系数，Q_i为逆变器输出的无功功率，Q_0i为逆变器额定输出无功功率。

传统下垂控制系统是在输入源有足够能量提供负载需求的前提下，实现有功功率和无功功率的均分。然而，对于可再生能源来说，其输出功率经常受外部因素的影响，具有非常强的间歇性。如果没有储能单元(如蓄电池)作为支撑，应用传统下垂控制策略的可再生能源并联系统将不能正常的工作。如图1(a)、图1(b)和图1(c)所示，以两台并联光伏逆变器为例，假设光伏逆变器1受光照的影响输出功率P₁不充足。根据传统下垂方程可知：逆变器1的输出电压频率f₁将会升高，以减小输出有功功率；而逆变器2为了能够弥补逆变器1的有功缺额，需要增加输出有功功率P₂，从而导致其输出电压频率f₂下降。因此，两台频率不相等的逆变器强行并联，会导致整个并联系统的崩溃！

为了解决以上问题，本发明提出一种弹性分配有功功率的逆变器并联下垂控制方法。该方法解决了可再生能源并联逆变系统受有功功率波动的影响，增强了逆变器有功功率控制的能力，保证了系统的稳定运行。

发明内容

本发明的目的是为了解决可再生能源并联逆变系统受有功功率波动的影响的问题，本发明提供一种具有弹性有功功率分配的双下垂控制的逆变器并联控制方法。

本发明的具有弹性有功功率分配的双下垂控制的逆变器并联控制方法，所述控制方法为：

利用具有弹性有功功率分配的双下垂控制方程的ω_i和V_i对并联逆变器进行控制，所述具有弹性有功功率分配的双下垂控制方程为：

其中，i为逆变器编号，ω_i为逆变器输出电压角频率参考值，ω_0i为逆变器额定输出电压角频率，k_pi为逆变器输出有功功率的下垂系数，P_i为逆变器输出的有功功率，P_0i为逆变器额定输出有功功率，k_f为下垂曲线平移量Δω_I的平移系数，V_DCi为直流母线电压，V_DCref为直流母线参考电压，V_i为逆变器输出电压幅值参考值，V_0i为逆变器额定输出电压幅值，k_qi为逆变器输出无功功率的下垂系数，Q_i为逆变器输出的无功功率，Q_0i为逆变器额定输出无功功率。

所述控制方法具体包括如下步骤：

步骤一：光伏逆变器的前级Boost电路的直流母线参考电压V_DCref与直流母线电压V_DCi做差后，依次经比例控制器P调节和PWM调制，产生所述前级Boost电路中升压电路开关管T₀的驱动信号；