低压微网多逆变电源的综合控制策略设计(3)

　　图1所示的微电网整体呈辐射状结构，微电网由多个分布式电源系统组成，主要的微电源包括如光伏电池、燃料电池、风电机组等可再生的新能源以及储能装置、控制器、负荷等组成.其中微电网通过主分离器与外部电网连接，当外部系统发生故障或者外部电能质量不能满足微电网内用户的要求时，该分离器动作使微电网转入孤岛运行.在馈线侧则根据负荷的重要程度使用不同的供电方式.本文研究的微电网采用3个分散的DG单元和一个负荷通过线路和开关并联于母线上，在公共连接点（PCC）通过开关和升压变压器连接到10kV配电网上.
　　2低压微网功率传输的理论修正
　　但是绝大多数微电源都是接于低压配电网中，而低压情况下线路参数主要呈阻性.由表1可知，在高压系统中线路阻抗以感性为主，然而微电网常常是接入低压配电网中，而在低压系统中线路阻抗近似呈现出纯阻性（R>>X）.表1给出了典型的线路参数以及各种典型的适合低压微网的传输常用导线参数.从表中可知：适用于低压微电网的导线阻抗比均大于1，说明其线路电阻不能忽略.因此，传统的下垂控制将会导致有功和无功功率控制耦合及系统稳定性相关问题，因此传统的下垂控制在低压微电网中不再适用.
　　3逆变电源控制器的设计
　　微电源的控制方式与其类型有关，对于采用电力电子逆变器的微电源来说，通常有3种控制方式：并网状态下的PQ控制，孤岛状态下的调速差droop控制[10-12]以及V/f下垂控制[13-14].采用传统发电机接入微网的控制方式与传统控制方式相似，作为微网大多采用微电源的形式.在并网模式下，要求储能系统能够平抑分布式电源的并网功率波动，减少功率波动对微电网系统的冲击，为此，一般采用PQ控制；在孤岛运行时能够提供微电网系统的电压和频率参考，且能合理地分担负荷的功率，维持整个系统的功率平衡，通常采用电压频率（V/f）下垂控制[15].
　　在图7中，以电感电流瞬时反馈控制为内环，以电容电压瞬时反馈控制为外环.输出电压与参考电压信号进行比较，所得的误差信号经过瞬时电压环PI控制器当作电流内环的参考给定值.逆变桥输出滤波电感电流与电流给定的参考信号相比较，得到的误差信号经过瞬时电流环PI控制器作为SVPWM调制电压信号.滤波电感电流内环的引入，使滤波电感电流成为可控的电流源，提高了系统的稳定性.同时，对包含在环内的扰动，能起到及时的调节作用，改善了系统性能.
　　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MATLABR2011a/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50Hz，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2s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