【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及逆变器并联运行控制，尤其是涉及一种自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法。
技术介绍
1、双碳目标的愿景下，光伏和风电等新能源发电装机容量快速增加，这种低惯性、随机性系统接入电网会给电网带来巨大影响，新能源通过逆变器组成微电网是减小对电网影响的有效利用途径，逆变器的并联运行能够提高输出容量、经济性和可靠性，因此逆变器的并联控制是微电网运行重要的控制方法。
2、目前最常用的并联逆变器控制策略是下垂控制，其最大特征在于无需借助通信互联线，具有即插即用、扩容方便和独立运行等特点。然而，受线路阻抗性质和分布式电源位置差异影响，使得并联各支路阻抗不同，造成下垂控制的微电网逆变器无功分配不均的问题，无功分配不均不仅会引起逆变器发热和降低逆变器的运行效率，甚至还会损害逆变器的使用寿命，威胁微电网的安全运行。
3、针对下垂控制的无功不均分问题，常用引入虚拟阻抗对线路阻抗进行调节，起到的作用主要有两点：一是改变微电网的线路阻抗性质，提升其感性成分，有助于提高下垂控制在微电网中的功率解耦效果；第二是可以通过合理的参数设置使引入虚拟阻抗后的等效线路阻抗与逆变器容量成反比，进而实现并联逆变器无功功率均分。引入虚拟阻抗是固定值，在线路阻抗变化时无功均分效果不佳。因而多种自适应虚拟阻抗得到研究，现有文献中的一种自适应虚拟阻抗策略，虚拟阻抗大小可根据线路阻抗变化实时调整，改善了虚拟阻抗在等效阻抗变化时无功均分精度效果，但引入自适应虚拟阻抗会造成不同程度的母线压降。为降低因虚拟阻抗引起的母线压降，现有文献中的一种虚拟复阻抗
技术实现思路
1、本专利技术提供一种自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，以解决上述中的一个或多个问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，包括：
4、引入虚拟阻抗使线路阻抗与逆变器容量匹配，以虚拟压降的形式与下垂控制生成的电压参考值共同调整逆变器输出电压，并进行自适应虚拟压降修正；
5、其中，并联逆变器无功功率之比表达式如下：
6、
7、考虑线路阻抗变化场景，自适应虚拟压降修正项满足如下条件：
8、
9、式中和分别表示第一台和第二台逆变器的自适应虚拟压降补偿项；δx1和δx2分别表示第一台和第二台逆变器的线路阻抗变化；q1和q2分别表示第一台和第二台逆变器输出的无功功率；x1和x2分别表示第一台和第二台逆变器的线路阻抗；upcc表示母线电压幅值；u1和u2分别表示第一台和第二台逆变器的输出电压幅值；qref1和qref2分别表示第一台和第二台逆变器设定的无功功率；
10、引入自适应虚拟压降修正项后的改进无功下垂方程表达式为：
11、
12、式中表示第i台逆变器无功均分理论值；kvi表示第i台逆变器的虚拟压降修正系数；ui_droop表示dq坐标系的逆变器下垂控制电压幅值参考值；表示经过下垂运算得到d轴电压参考值；为逆变器下垂控制d轴电压幅值参考值；ω为角频率；lv表示虚拟电感参数；igq为线路q轴电流；为逆变器下垂控制q轴电压幅值参考值；igd为线路d轴电流；n为无功下垂系数；un表示下垂控制的电网电压额定值；qrefi表示第i台逆变器下垂控制的无功设定功率；s表示拉普拉斯算子；
13、进而得到一阶动态相量模型下的小信号模型表示为：
14、
15、式中δqi为第i台逆变器的输出无功功率变化量；δui为第i台逆变器的输出电压幅值变化量；li表示第i台逆变器与公共母线间的电路电感；δun为电网电压额定值变化量；λ为无功功率调节系数；ri表示第i台逆变器与公共负载之间的线路阻抗的电阻；ωc表示低通滤波器的截止频率；
16、则得到引入自适应虚拟压降修正项后第i台逆变器的无功控制环小信号框图，其对应的传递函数表示为：
17、
18、省去下标i，式中参数具体为：
19、
20、依据传递函数得到虚拟压降修正系数kv变化时无功环的根轨迹图。
21、本说明书中，考虑虚拟压降修正系数kv对无功环动态过程的影响，第一台逆变器的虚拟压降修正项小信号模型表示为：
22、
23、一阶低通滤波环节引入虚拟压降修正项后的逆变器输出无功表示为：
24、
25、逆变器输出无功的小信号模型表示为：
26、
27、式中u1n表示采用下垂控制方式的逆变器输出电压幅值；
28、依据第一台逆变器的虚拟压降修正项小信号模型和逆变器输出无功的小信号模型，得到引入虚拟压降修正项后的传递函数框图，对应的传递函数为：
29、
30、ωn为自然振荡频率，ζ为系统阻尼系数。
31、本说明书中，对逆变器输出电压施加自适应幅值补偿项,在不影响无功均分精度的前提下实现对母线电压幅值的无差调节，以消除因虚拟阻抗造成的母线压降，其中，并联逆变器输出无功功率与输出电压的关系表示为：
32、
33、由于调整虚拟阻抗会影响逆变器的功率解耦效果，为消除因虚拟阻抗造成的母线压降，对输出电压u施加幅值无差补偿项，补偿后的母线电压幅值应满足：
34、
35、表示幅值无差补偿项，u*pcc表示母线电压参考值；
36、引入幅值无差补偿项后的无功下垂方程为：
37、
38、式中kui表示第i台逆变器的幅值补偿系数；
39、进而得到引入自适应虚拟压降修正项和幅值无差补偿项后的改进无功环控制框图，母线电压幅值upcc的变化将驱动逆变器输出电压u变化，u又会反作用调整upcc，直至其稳定在额定值u*pcc。
40、本说明书中，虚拟压降修正系数kv1的值为0.8。
41、本说明书中，幅值补偿系数ku的值为20。
42、本说明书中，并联逆变器无功功率之比表达式的获取过程如下：
43、两台逆变器输出功率为：
44、
45、式中ui表示第i台逆变器的输出电压幅值；θi表示第i台逆变器输出电压相角；upcc表示母线电压幅值；αi表示第i条线路的阻抗角，满足αi＝arctan(xi/ri)；ri、xi分别表示第i台逆变器与公共负载之间的线路阻抗的电阻和电抗；
46、高电压等级下，线路阻抗近似呈感性，满足α≈90°，稳态运行时逆变器输出功角较小，有sinθ≈θ，cosθ≈1，则上式简化为：
47、
48、当线路阻抗呈感性时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，其特征在于，考虑虚拟压降修正系数kv对无功环动态过程的影响，第一台逆变器的虚拟压降修正项小信号模型表示为：
3.根据权利要求2所述的自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，其特征在于，对逆变器输出电压施加自适应幅值补偿项,在不影响无功均分精度的前提下实现对母线电压幅值的无差调节，以消除因虚拟阻抗造成的母线压降，其中，并联逆变器输出无功功率与输出电压的关系表示为：
4.根据权利要求3所述的自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，其特征在于，虚拟压降修正系数kv1的值为0.8。
5.根据权利要求4所述的自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，其特征在于，幅值补偿系数ku的值为20。
6.根据权利要求5所述的自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，其特征在于，并联逆变器无功功率之比表达式的获取过程如下：
7.根据权利要求6所述的自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，其特征在于，无功功
8.根据权利要求7所述的自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，其特征在于，实现无功均分时引入的虚拟阻抗应满足如下关系：
9.根据权利要求8所述的自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，其特征在于，dq坐标系下，基于虚拟阻抗的无功环控制方程表达式为:
...【技术特征摘要】
1.一种自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，其特征在于，考虑虚拟压降修正系数kv对无功环动态过程的影响，第一台逆变器的虚拟压降修正项小信号模型表示为：
3.根据权利要求2所述的自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，其特征在于，对逆变器输出电压施加自适应幅值补偿项,在不影响无功均分精度的前提下实现对母线电压幅值的无差调节，以消除因虚拟阻抗造成的母线压降，其中，并联逆变器输出无功功率与输出电压的关系表示为：
4.根据权利要求3所述的自适应无功均分的逆变器并联运行控制方法，其特征在于，虚拟压降修正系数kv1的值为0.8。...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪鎏，冯侃，尚教会，李永清，王程，保承家，牛炜，周龙，段尧，侯焱伦，张乐桢，孙启娟，芦爱燕，郭光建，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司白银供电公司，
类型：发明
国别省市：
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