功率微分下垂控制：逆变器小信号建模与稳定性增强

本文主要探讨了在现代电力系统中，特别是在分布式发电和分布式储能技术日益增长的背景下，三相并网逆变器的控制策略和稳定性问题。经典的电压-频率下垂控制因其易于实现多逆变器无互连线并联控制而被广泛应用，但它在受到扰动时可能会引发振荡。为解决这个问题，作者提出了一个创新的方法，即在下垂控制中引入功率微分项，以增强系统的稳定性。 文章首先回顾了下垂控制的基本原理和各种改进版本，如自适应调节下垂系数控制、相角下垂控制、鲁棒下垂控制和类功率下垂控制，强调了合理选择下垂系数对于控制效果和系统稳定性的关键作用。接着，作者构建了一个完整的基于经典下垂控制和加入功率微分项的并网逆变器小信号模型，这在电力系统稳定性分析中是至关重要的，因为逆变器系统的快速响应特性使其容易出现振荡。 小信号稳定性分析是研究的核心部分，它揭示了下垂系数和功率微分系数如何影响系统的动态性能和稳定性。通过理论分析，得出结论：加入功率微分项后，系统在低频域的特征根阻尼比提高，能够有效地抑制扰动引起的振荡。这为逆变器的设计和参数优化提供了理论指导。 接下来，作者利用MATLAB/Simulink进行了仿真验证，对比了采用不同参数和控制策略的系统在受扰时的响应，结果与理论分析吻合，进一步证实了提出的模型和分析方法的有效性。这种仿真结果的实证支持，增强了研究成果的可信度。 本文的研究工作不仅深化了我们对下垂控制的理解，而且为逆变器的控制策略优化和系统稳定性提升提供了实用的数学工具，对于推进微电网的稳定运行和性能优化具有重要意义。