[发明专利]一种基于无功电流一致控制的微电网逆变器下垂控制方法

摘要

本发明公开了一种基于无功电流一致控制的微电网逆变器下垂控制方法，检测逆变器输出电流和电压，获得有功功率和无功电流。将本地无功电流和相邻单元无功电流的权重误差输入PI控制器，PI控制器输出经虚拟阻抗校正器得到自适应虚拟阻抗，将自适应虚拟阻抗与静态阻抗相加得到最终虚拟阻抗，并获得补偿虚拟阻抗角，通过电压参考合成获得校正后的参考电压，将最终虚拟阻抗与逆变器输出电流相乘后与参考电压相减，经电压电流双环PI控制得到指令信号送入PWM控制器，控制逆变器中功率器件的通断。本发明方法实现虚拟阻抗自适应调节，在不需知道线路阻抗具体参数的情况下实现无功精确分配；引入虚拟阻抗补偿角消除指令电压相角偏差，提高了系统稳定性。

主权项

1.一种基于无功电流一致控制的微电网逆变器下垂控制方法，其特征是，包括以下步骤：1)将分布式电源视为独立节点，构建分布式微电网控制结构，各分布式电源之间为单向通信，并设置每个节点的出入度均为1；2)检测各逆变器输出电压u_abc和电流i_abc，获取无功电流i_q和有功功率P；3)将本地无功电流和相邻单元无功电流的权重误差作为PI控制器输入信号，PI控制器输出经虚拟阻抗校正得到可自适应调节的虚拟阻抗Z_adp；4)将静态虚拟阻抗与步骤3)所得的可自适应调节的虚拟阻抗Z_adp相加得到最终虚拟阻抗值Z_V，并由该最终虚拟阻抗求出补偿虚拟阻抗角θ_v；5)将由P‑f下垂控制得到的微源相角θ与步骤4)所得的补偿虚拟阻抗角θ_v相减后作为微源新的相角θ_new，并得到校正后的指令电压U_dqref；6)将步骤4)所得的最终的虚拟阻抗值Z_V与逆变器输出电流相乘得到电压U_V,然后与步骤5)所得的指令电压U_dqref相减，经电压电流双环控制后得到的指令信号送入PWM调制器，PWM调制器控制逆变器中功率器件的通断；所述步骤3)可自适应调节的虚拟阻抗Z_adp的计算方法为：A)确定本地无功电流与相邻分布式单元无功电流的权重误差为：其中与分别为本地和邻接分布式微源无功电流权重系数，a_ij为微源拓扑图的Laplace矩阵元素，为权重误差；I_qi和I_qj分别是本地和相邻无功电流，N_i为点i邻居的合集，n为分布式电源的个数；B)步骤A)所得的权重误差和0信号分别作为PI控制器反馈信号和给定信号，调节后得到虚拟阻抗校正项δI_qi，该虚拟阻抗校正项δI_qi根据邻接微源的情况自动调节大小，自适应虚拟阻抗Z_adp按下式计算：Z_adp=k_L·δI_qi+k_R·δI_qi；其中，k_L与k_R分别为比例增益。