逆變器并聯(lián)--下垂控制引入虛擬阻抗

傳統(tǒng)的下垂控制是在假設(shè)線路呈純感性的情況下進(jìn)行控制的，但是由于微電網(wǎng)電壓等級(jí)較低，實(shí)際線路中的阻性無(wú)法忽略，使得輸出功率出現(xiàn)耦合的情況，以此同時(shí)，由于線路阻抗使得結(jié)點(diǎn)電壓并不相同，對(duì)無(wú)功功率的輸出影響較大，導(dǎo)致無(wú)功功率輸出并不均衡，輸出電能的質(zhì)量下降。

虛擬阻抗

虛擬阻抗的原理是在原有的線路中加入一個(gè)虛擬存在的阻抗，使線路阻抗近似呈現(xiàn)感性，減小設(shè)備之間的不平衡阻抗。虛擬阻抗并不是真的在線路中添加阻抗，不會(huì)消耗功率。

引入虛擬阻抗的等效原理圖

其中Zv是虛擬阻抗，Zv=Rv+jLv，Zl是真實(shí)線路阻抗，傳輸功率表示為S=P+jQ。目前主要采用的下垂控制方法兩種，一種是使得虛擬阻抗表達(dá)式中的Rv為負(fù)值，去平衡線路中的電阻，使線路呈現(xiàn)感性。第二種方法是加大虛擬阻抗表達(dá)式中的Lv，讓線路呈現(xiàn)感性。第一種方法對(duì)線路中的阻抗精度過(guò)高，不易于實(shí)現(xiàn)。一般采用第二種方法。

引入虛擬阻抗后，下垂控制結(jié)構(gòu)圖

與下垂控制不同的是，將輸出的電流io(abc)進(jìn)行采集，通過(guò)abc/dq的轉(zhuǎn)換到Idq，經(jīng)過(guò)虛擬阻抗模塊后得到Uref(dq)進(jìn)行雙閉環(huán)控制。實(shí)際上，得到輸出電流后即可算出在虛擬阻抗上的壓降，在原來(lái)下垂控制的基礎(chǔ)上，將這部分電壓降減去即可。

在dq坐標(biāo)系下的虛擬阻抗表達(dá)式

由以上表達(dá)式，可以得到虛擬阻抗模型的結(jié)構(gòu)控制框圖

總結(jié)

在電壓等級(jí)較小的微電網(wǎng)中，由于容量和電壓等級(jí)都比較小，使得線路阻抗中的電阻不能忽略，引入虛擬阻抗，提高線路阻抗中的感性部分，實(shí)現(xiàn)功率解耦，極大地改善了無(wú)功功率的分配，減小逆變器之間的環(huán)流，改善了電能輸出的質(zhì)量。

審核編輯：湯梓紅