面向功率靈活分配的分布式逆變器系統(tǒng)的并聯(lián)技術(shù)研究.pdf

1、當(dāng)前，在新能源分布式發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的背景下，分布式逆變器系統(tǒng)的控制技術(shù)已成為一個(gè)重要的研究課題。在交流微網(wǎng)中，分布式電源的并聯(lián)運(yùn)行實(shí)際上是分布式逆變器的并聯(lián)組網(wǎng)運(yùn)行。負(fù)荷功率在各分布式電源之間合理分配是系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行的基本要求。本文在現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外分布式逆變器并聯(lián)系統(tǒng)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)分布式逆變器并聯(lián)運(yùn)行中的功率靈活分配技術(shù)及其相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。本文以逆變器功率靈活分配為目標(biāo)，將通信技術(shù)和分布式逆變器系統(tǒng)相結(jié)合，基于分層控制和多

2、智能體理論在分布式系統(tǒng)領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，提出了多種分布式逆變器系統(tǒng)并聯(lián)控制與功率分配的優(yōu)化控制策略，有效地提高了逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴提出了一種改進(jìn)的基于二次電壓控制的分布式逆變器系統(tǒng)無(wú)功功率分配方法----“電壓補(bǔ)償信號(hào)積分法”，以改善現(xiàn)有基于二次電壓控制的無(wú)功功率分配法中需要通信網(wǎng)絡(luò)附加傳輸無(wú)功功率信息，通信負(fù)擔(dān)與系統(tǒng)復(fù)雜度增加的缺點(diǎn)。所提策略通過(guò)在逆變器本地電壓下垂方程中增加一個(gè)積分項(xiàng)，將電壓補(bǔ)償信

3、號(hào)作為無(wú)功功率的公共參考值，集成了分布式逆變器無(wú)功功率分配和系統(tǒng)母線電壓恢復(fù)的雙重功能。在兩臺(tái)三相逆變器組成的分布式逆變器系統(tǒng)平臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提策略不需傳輸功率信息，而對(duì)無(wú)功功率的分配效果和需要傳輸功率信息的分配效果相當(dāng)。在此基礎(chǔ)上，探討了通信時(shí)延對(duì)系統(tǒng)的影響，給出了存在通信時(shí)延的情況下系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的分析方法，并在附加時(shí)延的情況下對(duì)所提策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所提策略對(duì)通信時(shí)延的魯棒性。⑵提出了一種基于多智能體的自適應(yīng)虛擬阻抗的分布

4、式控制方法，以改善現(xiàn)有集中式自適應(yīng)虛擬阻抗法中使用中心控制器導(dǎo)致系統(tǒng)存在單點(diǎn)故障，從而降低系統(tǒng)可靠性的缺點(diǎn)。所提策略基于一致性協(xié)同控制理論，將分布式逆變器的無(wú)功功率分配問(wèn)題等效為無(wú)功功率加權(quán)后的一致性問(wèn)題，構(gòu)建了分布式的控制結(jié)構(gòu)。各逆變器只需利用局部功率信息調(diào)節(jié)虛擬阻抗的模，避免了對(duì)系統(tǒng)全局信息的需求，有助于增強(qiáng)可靠性。另外，所提策略根據(jù)輸出功率因數(shù)調(diào)節(jié)虛擬阻抗角，增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性，以解決現(xiàn)有自適應(yīng)虛擬阻抗法中固定阻抗角而僅調(diào)節(jié)虛擬阻

5、抗的模在部分工作點(diǎn)無(wú)法提供所需電壓補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題?；谧钚』ㄐ沛溌窋?shù)目準(zhǔn)則，給出了通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一種優(yōu)化方法，滿足拓?fù)鋱D包含生成樹(shù)的要求并包含冗余通路。構(gòu)建了一套由三臺(tái)三相逆變器組成的分布式逆變器系統(tǒng)，在通信鏈路故障下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了所提策略的較高可靠性。⑶對(duì)Q-(V)下垂控制進(jìn)行了深入研究，提出了一種基于逆變器電壓加權(quán)平均值變化率的改進(jìn)(V)復(fù)位機(jī)制，以解決現(xiàn)有(V)復(fù)位機(jī)制造成無(wú)功功率難以合理分配的問(wèn)題。所提策略使用所有逆變器的電