低压微网多逆变电源的综合控制策略设计

李培强 谷勇钦 李欣然 邵锟 潘远 王继飞

摘要：针对微电网通常是接入低压配电网的情况，分析了低压微电网输电线路与传统高压输电线路阻抗比的差异，对低压微网功率传输进行了理论修正.在此基础上采用不同的控制策略对低压微电网进行综合控制，联网模式下为了执行支撑本地电压和调节馈线潮流，微电源采用PQ控制策略；孤岛模式下为确保负荷能各自快速分担负载和电压频率稳定，微电源采用电压频率V/f下垂控制.为保证逆变器输出阻抗与线路阻抗相匹配，在逆变器控制策略中引入阻性虚拟阻抗，根据低压线路参数呈阻性的特点，对传统高压大电网下垂特性进行修正，通过旋转坐标正交变换矩阵，对电压频率V/f下垂控制进行了改进，使得传统的V/f下垂控制得以扩展应用于低压微网中.仿真验证分析，证明了低压微电网系统下设计的综合控制策略能够保证系统与运行的稳定性和可靠性.

关键词：低压微网；PQ控制；V/f下垂控制；阻性虚拟阻抗；旋转坐标；孤岛模式

中图分类号：TM91 文献标识码：A

为协调大电网与分布式电源间的矛盾[1]

4仿真分析

为了验证本文所提出的方法，搭建了共有3（n=3时）台逆变器的低压微电网系统如图1所示，微网中各逆变器的参数见表2和表3，根据微电源控制图和电路模型，利用MATLAB R2011a/Simulink进行了仿真分析，为了便于分析，将微电源用直流电压源代替.

由仿真波形图可知，采用V/f下垂控制方法的DG的输出电压频率在经过短时间的震荡后，其频率能够稳定在50 Hz，三相输出电压幅值能够恒定在其基准附近（本文仿真采用标么值，稳定在1附近）.当2 s时投入load3时，逆变器输出的有功功率和无功功率发生变化，发出的有功功率和无功功率均增大，相应地，逆变器输出电流增大，但能保持其电压稳定在基准值附近.由以上分析可知，采用本文提出的V/f下垂控制的DG输出的实时功率能够快速稳定有效地追踪系统内负荷的变化，从而维持孤岛系统内的电压和频率稳定.

5结论

微电网的基本运行依赖于各个微电源，微电网存在两种运行方式.本文在不同的运行模式下，设计了低压微电网逆变电源的综合控制策略.在联网的模式下，微电源采用PQ控制，使得微电源发出指定的功率，且能够保证不改变低压配电网的电压水平；在孤岛模式下，采用V/f下垂控制策略，根据低压线路参数呈阻性的特点，对传统高压大电网下垂特性进行修正，通过旋转坐标正交变换矩阵，对电压频率V/f下垂控制进行了改进，使得传统的V/f下垂控制得以扩展应用于低压微网中，并能保证当系统功率变化时微电源与负荷之间的功率平衡，而对受外界条件影响较大的微电源，即功率源型微电源依旧采用PQ控制.通过MATLAB/Simulink仿真，验证了控制策略的正确性与有效性，为后续工作奠定了基础.

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