基于基于VSG的的LCL型微网逆变器技术研究型微网逆变器技术研究
为使并网逆变器能更好地配合大电网运行,采用模拟同步发电机的控制方法,使分布式发电系统借鉴成熟的电
力系统控制方案,实现多模式运行。基于虚拟同步发电机的控制方法,改进了虚拟调频以及虚拟励磁系统,配
合虚拟惯性有效地改善了系统在离网运行状态下由于负荷变化引起的频率不稳定问题;同时对三相LCL滤波器性
能进行了分析,通过在电容侧增设无源阻尼电阻的方法,可以有效地抑制谐振尖峰,增强系统的稳定性。最
后,通过MATLAB/Simulink的仿真实验验证,证实了所采用方法的有效性。
0 引言引言
分布式发电系统主要以采用两种模式或者两种模式间的相互切换运行;在分布式发电系统能量充足的情况下向电网传送能
量的并网运行模式及其在电网断电、能量紧缺的情况下向重要负荷供电的孤岛运行模式
[1]
。如果两运行模式之间的切换方式不
当,会造成切换失败,影响供电质量及损害分布式发电设备。文献[2]采用的并网运行电流控制模式及其离网运行电压控制模
式,类似于文献[3,4]使用的PQ及其V/f控制在不同运行模式下切换时需要改变相应的控制策略,加深了控制电路的复杂程
度;文献[1]在不增加系统复杂程度的前提下,提出基于加权控制的方法解决切换过程中的电压电流过冲问题,却存在加权值
不易折中,参数敏感性太大的问题;文献[5]采用下垂控制的方法有效地解决了控制策略的变换问题,可以同时适用于并/离网
运行模式,但需准确地对下垂曲线进行移动和定位,离网运行状态下存在较为严重的电压降和频率跌落的问题。
文献[6-8]提出的虚拟同步发电机的控制方法,在下垂控制的基础上增加了虚拟惯性及其等效阻尼环节,有效地模拟了同步
发电机的运行特性,能够自主稳定地在两种运行模式之间进行相互切换;本文基于虚拟同步发电机(VSG)的控制方法,为使系
统更加稳定地适应于两种运行模式及其相互之间的切换问题,改善了控制电路结构以及三相LCL滤波器的性能,增强了系统的
稳定性,可方便地实现微网逆变器的多模式运行。
1 改进的改进的VSG控制策略控制策略
本文采用的系统加入了ω
*
前馈量,改善其启动特性;引入了一个频率、相位闭环控制的环节使其与电网同步。
改进后系统如图1所示,其整体控制性能由参数J
*
、K
ω
、D
*
共同决定,所提出的调频方法使系统输出频率对功率波动和电网
频率波动以及电网相位波动均呈现一定的自调节特性,可以减缓外部扰动对输出频率的影响,保证了系统的稳定性;相位自调
节部分保证了系统与电网的同步,以减小并网逆变器系统对电网的冲击。
如图2所示为虚拟同步发电机的内部控制框图。