[實用新型]實現(xiàn)并聯(lián)逆變器無功均分的虛擬感抗調(diào)節(jié)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821763820.6
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN208904659U
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 苗虹;白小丹;曾成碧;白興勇;劉明;陳博;焦恒新
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/38
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51217
• 代理人: 潘育敏

實現(xiàn)并聯(lián)逆變器無功均分的虛擬感抗調(diào)節(jié)器。虛擬感抗調(diào)節(jié)器由減法器、積分器和加法器三部分組成。減法器的輸入為逆變器輸出的無功功率和該逆變器應(yīng)輸出的額定無功功率，輸出無功功率絕對誤差；積分器的輸入為無功功率絕對誤差，輸出虛擬感抗的自適應(yīng)部分；加法器的輸入為積分器的輸出以及基準虛擬感抗，輸出虛擬感抗。虛擬感抗調(diào)節(jié)器安裝在逆變器的本地控制器中,本地控制器與中心控制器通過低帶寬通信線實現(xiàn)互聯(lián)。本實用新型在低壓微網(wǎng)的各個逆變器中引入虛擬感抗并加裝虛擬感抗調(diào)節(jié)器,采用無功功率調(diào)節(jié)虛擬感抗的大小，不需測量線路阻抗參數(shù)達到線路阻抗匹配，實現(xiàn)無功功率均衡控制，各逆變器間無需額外的通信線，保留了微網(wǎng)逆變器的即插即用特性。

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬微電網(wǎng)技術(shù)范疇，涉及低壓微電網(wǎng)孤島下逆變器并聯(lián)運行時無功功率均衡的分配，具體是一種實現(xiàn)并聯(lián)逆變器無功均分的虛擬感抗調(diào)節(jié)器。

(二)背景技術(shù)

近年來，大量可再生能源以分布式電源的形式被接入到電網(wǎng)中，微網(wǎng)增大了分布式電源的滲透率、增加了新能源供電的可靠性從而備受關(guān)注。微電網(wǎng)孤島運行過程中，沒有大電網(wǎng)提供電壓和頻率的基準，由并聯(lián)逆變器為整個電網(wǎng)提供電壓和頻率，因此，逆變器在很大程度上影響著微電網(wǎng)的電能質(zhì)量。傳統(tǒng)下垂控制通過調(diào)整逆變器輸出電壓的幅值和頻率均分負荷功率，是微網(wǎng)穩(wěn)定運行于孤島模式時的關(guān)鍵技術(shù)，具有即插即用的優(yōu)點。傳統(tǒng)下垂控制認為逆變器等效線路阻抗呈感性，然而在實際微網(wǎng)中，通常采用低壓傳輸線，等效線路阻抗主要呈阻性，若依舊采用傳統(tǒng)的下垂控制將引起嚴重的功率耦合，將降低系統(tǒng)的運行效率。采用虛擬阻抗法可以實現(xiàn)功率解耦，使傳統(tǒng)下垂控制依舊適用。而線路阻抗往往存在不匹配的情況，導(dǎo)致逆變器輸出電壓差的出現(xiàn)，而很小的電壓差就將造成較大的無功功率均分誤差，引起系統(tǒng)無功環(huán)流，這將增大系統(tǒng)損耗、降低電能質(zhì)量。

國內(nèi)外許多學(xué)者提出了改進方法：通過將逆變器輸出阻抗設(shè)計為阻性，以降低功率耦合，這種方法需要有效值環(huán)補償因缺少積分項造成的過增益現(xiàn)象，這將增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，不適用于實際應(yīng)用中；采用虛擬阻抗技術(shù)使逆變器輸出阻抗與額定容量相匹配，可以降低無功功率均分誤差，這種方法需要檢測線路阻抗參數(shù)，這將是個非常麻煩且不具操作性的問題；通過檢測線路阻抗造成的電壓降落，將其補償?shù)焦β士刂撇呗灾幸詫崿F(xiàn)無功功率均分，這種方法在孤島運行前必須在并網(wǎng)時獲取補償參數(shù)，存在局限性。

由于在微電網(wǎng)中通常采用低壓傳輸線，并聯(lián)的逆變器等效線路阻抗主要呈阻性，若依舊采用傳統(tǒng)的下垂控制將引起嚴重的功率耦合，從而降低系統(tǒng)的運行效率。實現(xiàn)無功功率均分的條件是等效線路阻抗與逆變器額定輸出功率相匹配，然而線路阻抗往往出現(xiàn)不匹配的情況，難以滿足無功功率實現(xiàn)均分的條件，這將產(chǎn)生并聯(lián)逆變器的輸出電壓差，導(dǎo)致無法精確分配無功功率。通過加裝虛擬感抗調(diào)節(jié)器于本地控制器中，采用基準虛擬感抗及無功功率共同生成一個合適的虛擬感抗，用于實現(xiàn)功率解耦及消除線路阻抗差異，減小逆變器輸出電壓差，從而實現(xiàn)無功功率均衡分配。

(三)實用新型內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型的目的是針對低壓微網(wǎng)中線路阻抗呈阻性及存在線路阻抗差，導(dǎo)致功率嚴重耦合、無功功率均分誤差較大的問題，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)并聯(lián)逆變器無功均分的虛擬感抗調(diào)節(jié)器，該虛擬感抗調(diào)節(jié)器能夠在保留下垂控制優(yōu)點的同時使無功功率按照下垂系數(shù)精確分配，保證了微網(wǎng)孤島運行時的穩(wěn)定性，且無需檢測線路阻抗參數(shù)，結(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)。

本實用新型的目的是這樣達到的：

虛擬感抗調(diào)節(jié)器安裝在低壓微網(wǎng)逆變器并聯(lián)電路的每一個逆變器的本地控制器中，本地控制器通過低帶寬通信線與微網(wǎng)中心控制器實現(xiàn)互聯(lián)。

本地控制器采集其連接著的逆變器的輸出電壓u_o以及輸出電流i_o，經(jīng)過功率計算得到無功功率Q，并將其通過低帶寬通信線傳輸給中心控制器。