逆变电源的并联控制技术研究

【摘要】：随着我国经济的快速发展,能源的过度消耗,能源危机和环境问题日益凸显,大规模的发展分布式发电显得越来越重要。分布式发电系统由许多逆变电源并联运行以满足各种的负荷需求,其关键在于负荷功率的合理分配。因此,对于分布式逆变电源并联运行功率分配策略的研究具有理论参考意义和工程应用价值。首先,本文介绍了三相逆变电源的系统结构,建立了逆变电源系统的数学模型。分析了控制参数和变压器对输出阻抗呈阻感性的影响,最终综合考虑选择了一组使输出阻抗主要呈感性的控制参数。接着以两个单相的逆变电源为对象,分析了并联系统环流产生机理,推导了输出功率在输出阻抗呈现不同性质时的表达式,分析了输出功率变化与输出电压的关系。然后基于传统功率下垂控制方法,分析了其实现功率分配控制的原理,并提出了一种基于虚拟电感的下垂控制策略,论证了加入虚拟电感后对改善功率分配效果的有效性,并推导在两相dq旋转坐标系下实现虚拟电感的公式。在加入虚拟电感的基础上,提出了基于负载电压反馈的改进下垂控制策略,消除了逆变电源输出线路阻抗的不确定性对功率分配的影响,同时使输出电压稳定在规定范围内。接着深入分析了不同容量逆变电源并联时系统设计需满足的参数条件,论证了基于负载电压反馈的改进下垂控制策略对于不同容量逆变电源并联时输出功率分配依然有效。最后,通过Simulink仿真和实验验证了本文所提出的改进下垂控制策略可以有效抑制逆变电源并联时电源间的环流,对于相同容量的并联逆变电源可以使其输出功率较好均分,而对不同容量的并联逆变电源可以使其输出功率较好得按容量比分配。