CN110086200A - 一种孤岛模式下混合串并联微电网的协调控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种本地分布式、全局分散式的孤岛模式下混合串并联微电网的协调控制方法，属于微电网运行控制领域。混合串并联结构交流微电网中的各分布式电源首先在本地通过接口逆变器级联组成高电压等级的微源串，其次微源串以并联形式为大功率公共负荷供电。对此设计了一种该微电网孤岛模式下的协调控制方法，并给出了控制参数的设计原则，该方法在各种负载情况下均可有效运行。本发明公开的协调控制方法在保证系统频率同步的同时实现了微电网DG单元输出有功和无功功率的均分，且与传统控制相比仅需要本地电源间的通信，增强了微电网弹性，提高了微电网的电能质量和可靠性。

Description

一种孤岛模式下混合串并联微电网的协调控制方法

技术领域

本发明属于分布式发电、电力电子控制技术和微电网技术领域，具体涉及一种孤岛模式下混合串并联微电网的协调控制方法。

背景技术

分布式发电多采用可再生能源，具有污染少、能源利用率高、安装地点灵活、输配电资源和输电线路损耗小等特有优势，逐渐成为未来大型电网的有效支撑，是未来电力系统的发展趋势之一。然后地域分散、数量庞大懂得分布式电源缺乏统一有效的控制手段。微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网及自治运行问题。微电网是充分利用分布式能源的价值和效益，将储能装置、电力电子装置、相关负荷和监控保护汇集而成的一种微型发电系统，一经提出就受到广泛关注和研究。

分布式微源输出功率的随机和波动性，一定程度上影响微电网的电能质量。同时，一些分布式交流微源相互连接为微电网时，需经过多级环节的能量转换，也影响微电网的运行效率。随着可再生能源的渗透率不断提高，除了控制算法上的不断改进，微电网的结构也将不可避免地发生改变。根据接口逆变器连接方式的区别，传统的交流微电网结构可以分为并联型系统和串联型系统，这两种结构在控制算法上已经可以成熟运用。最近，有一些学者提出了混合串并联的交流微电网结构。一些本地分布式电源级联连接组成微源串，随后微源串相互并联为全局负载供电。这种结构只需要单级变换器就能应用于中/高电压等级的系统，因而效率更高，在应用更加灵活的同时也不牺牲微电网在高功率供电时的可靠性。

然而，针对孤岛模式下混合串并联微电网的协调控制策略方面，目前有部分学者提出了一种分层控制策略。通过下垂控制使微源串之间同步，在每个微源串内引入一个中央控制器分配级联的逆变器之间的功率。该方法虽然能够实现良好的功率共享性能，但系统的可靠性会因为中央控制器的引入而大大降低。

因此，亟需一种基于本地分布式协同控制的混合串并联交流微电网的协调控制方法来提高系统的可靠性和灵活性，提高系统各个单元之间的协同工作能力，并减少不必要的硬件成本。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提出一种孤岛模式下混合串并联微电网的协调控制方法，并给出了控制参数的设计原则。本发明所涉及的方法不需要再微源串内引入中央控制器或主导电源，仅需要串内部的本地低带宽通信网络即可实现逆变器模块之间的频率同步和全局负载的均分。提高了系统的可靠性和灵活性，降低了通信成本，增强了模块化系统的即插即用能力。

(二)技术方案

本发明为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，提供一种孤岛模式下混合串并联微电网的协调控制方法，所述混合串并联微电网中的相互串并联连接的本地的逆变器模块采用分布式协同控制使微源串成为一个步调一致的整体，每个本地的逆变器视为一个微源，所述微源串之间通过整体下垂实现全局功率均分，混合串并联微电网的控制系统中包括功率计算模块、串内平均功率估计模块、功率控制模块、参考电压生成模块、电压电流跟踪模块和PWM调制模块；控制系统的协调控制方法包含以下步骤(1)～(8)：

步骤(1)：采样本地逆变器模块的滤波电感电流I_lij、滤波电容电压V_oij和输出线路电流I_oij；

步骤(2)：将采样的耦合变换器滤波电容电压V_oij和输出线路电流I_oij送到功率计算模块，由于功率计算模块中含有一阶低通滤波器，经过滤波处理后得到有功功率P_ij和无功功率Q_ij；

步骤(3)：将功率计算模块得到的有功功率P_ij以及该本地逆变器模块邻近微源的平均有功功率估计送到串内平均功率估计模块中的平均有功功率估计模块，得到自身的平均有功功率估计随后将这个功率估计信息传递给邻近微源；

步骤(4)：将功率计算模块得到的无功功率Q_ij以及该本地逆变器模块邻近微源的平均无功功率估计送到串内平均功率估计模块中的平均无功功率估计模块，得到自身的平均无功功率估计随后将这个功率估计信息传递给邻近微源；

步骤(5)：将串内平均功率估计模块计算得到的平均有功和无功估计和送到功率控制模块，接收邻近微源的有功功率信息，并计算得到本地逆变器模块的输出角频率参考值ω_ij、输出电压幅值参考值V_ij；

步骤(6)：将逆变器输出角频率参考值ω_ij、输出电压幅值参考值V_ij送到参考电压生成模块，生成参考电压矢量；

步骤(7)：将参考电压生成模块生成的参考电压和逆变器模块的滤波电感电流I_lij送到电压电流跟踪模块中，进行双闭环控制，得到控制信号；

步骤(8)：采用PWM基本脉冲宽度调制技术的PWM调制模块将控制信号调制输出得到单相全桥电压型逆变器的开关管控制信号，开关管控制信号经过外部驱动电路输出脉冲信号控制逆变器中开关管的通断。

在其中一个实施例中，所述步骤(5)中通过功率控制模块计算得到本地逆变器模块的输出角频率参考值ω_ij、输出电压幅值参考值V_ij进一步包括：

根据下式可得到本地逆变器模块的输出角频率参考值ω_ij、输出电压幅值参考值V_ij：

其中，sgn(Q_ij)为Q_ij的符号函数，ω_ij和V_ij分别为逆变器ij的输出电压角频率和幅值参考信号，可以合成参考电压V_ijsin(ω_it)，ω^*为系统额定角频率，为本地额定电压幅值，为PCC点额定电压幅值，m_i、k_i和n为大于0的控制参数，下标ij代表第i个微源串中的第j个逆变器，1≤i≤N，1≤j≤M_i，其中N为系统内微源串总数，M_i为第i个微源串内的微源总数。

在其中一个实施例中，为了简化分析，假设所有逆变器模块稳态时的额定容量相等，当系统达到稳态时，所有微源频率一致，定义

稳态时所有同一串的本地微源功率估计值收敛到同一个真实值，因此可以得到，

可以推出δω_ij最终衰减到0，即同一串内各逆变器模块的有功功率可以被精确均分，

由于串内微源稳态时的无功估计相等，其电压幅值相等。结合其共享同一串内电流，因此可以推出所有串内逆变器模块的视在功率相等，则其稳态时的串内无功功率也被精确均分；

在本地微源串功率均分的前提下，功率控制模块的稳态表达式可以重新被写为

与传统并联系统的下垂控制相类似，当有功下垂系数m_i按如下比例设计可以保证全局有功功率相等，M_i为第i个微源串内的微源总数；

由于线路阻抗的不匹配情况，全局的无功功率可以近似均分。

在其中一个实施例中，当系统各微源稳态时的额定容量不同时，功率控制模块能够按照其容量的比例均分输出功率，此时输出功率应该被归一化，系统参数应按照如下原则设计：

其中和分别代表微源ij的额定有功功率和额定无功功率，和分别代表微源ij输出的归一化有功和无功功率，是微源ij的给定电压幅值，n_ij为微源ij的无功控制参数，控制参数n具体为公共无功参数。

在其中一个实施例中，所述功率计算模块采集单个逆变器的实时输出电压V_oij和电流信号I_oij，并计算出输出的平均有功功率P_ij和无功功率Q_ij：

其中，V_o'_ij为V_oij滞后90度的电压，τ为功率低通滤波常数。

在其中一个实施例中，所述串内平均功率估计模块根据分布式控制的动态一致性协议，实现每个逆变器模块与本地相邻逆变器的信息交换，产生本地微源串的平均有功功率和无功功率估计，估计算法如下：

其中，分别为微源ij的串内平均有功功率和无功功率的估计值，P_ij(t)、Q_ij(t)为微源ij输出功率的测量瞬时值，下标ij代表第i个微源串中的第j个微源(即逆变器)，1≤i≤N，1≤j≤M，l∈N_ij定义为微源ij的本地邻近微源的集合，c_{ij_l}表示通信权重，当微源ij从微源l接收信息时c_{ij_l}＞0，否则c_{ij_l}＝0。

在其中一个实施例中，参考电压生成的公式为：

在其中一个实施例中，所述电压电流跟踪模块根据参考电压生成模块生成的参考电压对耦合变换器的输出电容电压和电感电流进行双闭环跟踪控制，提高逆变器自身动态响应，为PWM调制模块提供逆变器内电压参考。

(三)有益效果

本发明为解决孤岛模式下混合串并联微电网的协调控制问题，为了保证该系统各逆变器模块的频率同步和功率均分，提出了本地分布式、全局分散式的协调控制策略，并给出了控制参数的设计原则。与现有混合串并联微电网协调控制技术相比，该系统和方法优点至少包括：

1、基于逆变器模块先串后并的交流微电网系统具备高电压等级和大功率供电的应用特点，效率更高，对于偏远地区分布式电源的集成与控制更加灵活；

2、所涉及的协调控制方法仅需要本地低带宽通信网络，无需引入中央控制器或主导微源，降低了硬件通信成本，增强了系统的可靠性和即插即用特性，有利于系统的模块化设计；

3、所涉及的协调控制方法能够在各种负载条件下稳定运行，实现系统的频率同步与全局功率的均分，为复杂结构微电网的研究与应用提供了良好依据。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明的混合串并联微电网的结构示意图；

图2为本发明的混合串并联微电网系统等效电路图；

图3为本发明的协调控制系统实现框图；

图4为本发明的平均有功功率估计模块框图；

图5为3×3串并联逆变器系统的仿真结果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明公开了一种孤岛模式下混合串并联微电网的协调控制方法，所述混合串并联交流微电网系统，其结构示意图如图1所示，其等效电路图如图2所示。在本地各分布式电源通过接口逆变器相互级联组成电压等级更高的微源串，各微源串之间通过线路阻抗相互并联为公共负载供电。这种交流微电网结构简单，兼具高电压等级和高功率容量的特点，应用灵活，效率更高。针对各逆变器模块的功率协调控制，本发明中设计了一种本地分布式、全部分散式的控制方法，仅依靠各本地微源之间的低带宽通信即可实现各模块之间的频率同步和功率均分。

混合串并联系统中采用级联单相全桥逆变器，各微源串的输出电压由本地所有逆变器模块的输出电压叠加得到，从而实现升压的目的。孤岛运行模式下，所有微源串通过线路阻抗相互并联为PCC(公共耦合点)供电，因此PCC点的电压V_pe^jδp可以表示为：

其中，V_ab和δ_ab代表第a个微源串中的第b个逆变器模块的输出电压幅值和相位角，M_a代表第a个微源串中级联的逆变器总个数，N代表系统中微源串的总个数，Y_a为第a个微源串的线路导纳，Y_load是负载导纳。

根据混合串并联微电网的拓扑结构，每个级联微源串通过线路阻抗向公共负载供电。为了研究逆变器的功率控制方法，可以写出第ij个逆变器的输出有功功率p_ij和无功功率q_ij为：

|Y_i|和φ_i分别代表线路导纳的模值和矢量角。在中高压等级的电力系统中，线路阻抗通常呈现高感性，即φ_i≈-π/2。将PCC点电压代入输出功率表达式中，可以推导出第i个微源串中的第j个逆变器模块的有功功率p_ij和无功功率q_ij的传输特性为：

其中，

由此可知，该功率传输表达式中，可以看出独立逆变器的功率输出不仅与其电压幅值及其之间的相位差有关，而且与负载特性和每个微源串中的逆变器个数有关。按照传统的分散式控制手段，可以通过调节电压相角和幅值分别控制有功功率和无功功率。但在系统分布式微源的结构和个数与负载特性不具有先验性的情况下，无法确定频率与功角之间的变化关系。故需要建立单独逆变器模块的输出特性模型，为实现改微电网的功率协调控制奠定基础。

所述混合串并联交流微电网系统是一个更加复杂而广泛的系统，传统并联型微电网与串联型微电网可以认为是其中特例。在保证兼容两种子网功率传输特性的情况下，为设计统一的功率协调控制策略，本地的逆变器模块采用分布式协同控制使微源串成为一个步调一致的整体，微源串之间通过整体下垂实现全局功率均分。具体的控制系统中，包括了功率计算模块、串内平均功率估计模块、功率控制模块、参考电压生成模块、电压电流跟踪模块和PWM调制模块，其控制系统协调控制的实现框图如图3所示，其各个模块的功能和具体表述如下：

1)功率计算模块：采集单个逆变器的实时输出电压V_oij和电流信号I_oij，并计算出输出的平均有功功率P_ij和无功功率Q_ij：

其中，V_o'_ij为V_oij滞后90度的电压，τ为功率低通滤波常数；

2)串内平均功率估计模块：根据分布式控制的动态一致性协议，每个逆变器模块与本地相邻逆变器交换信息，产生本地微源串的平均有功功率和无功功率估计，其算法框图如图4所示。估计算法如下：

其中，分别为微源ij的串内平均有功功率和无功功率的估计值，P_ij(t)、Q_ij(t)为微源ij输出功率的测量瞬时值，下标ij代表第i个微源串中的第j个微源(即逆变器)，1≤i≤N，1≤j≤M_i，其中N为系统内微源串总数，M_i为第i个微源串内的微源总数，l∈N_ij定义为微源ij的本地邻近微源的集合，c_{ij_l}表示通信权重，当微源ij从微源l接收信息时c_{ij_l}＞0，否则c_{ij_l}＝0。

根据动态一致性协议，稳态时平均功率估计值将收敛到本地平均功率的真实值，即

3)功率控制模块：基于本地邻近微源的分布式低带宽通信结构，本发明采用了一种本地分布式、全局分散式的功率控制方法。通常，输出的有功功率和无功功率可以分别通过调节微源的频率和电压幅值来管理。本发明设计的具体控制策略如下：

其中，ω_ij和V_ij分别为逆变器ij的底层电压角频率和幅值参考信号，可以合成参考电压V_ijsin(ω_it)。ω^*为系统额定角频率，为本地额定电压幅值，为PCC点额定电压幅值，m_i、k_i和n为大于0的控制参数。此处引入符号函数sgn(Q_ij)是为了保障该控制模块在阻感即阻容性负载下均可正常运行。

根据串并联系统各模块的频率同步和功率均分的控制目标，功率控制模块是该协调控制器的核心单元之一。为了简化分析，假设所有逆变器模块稳态时的额定容量相等。系统达到稳态时，所有微源频率一致，定义

稳态时所有同一串的本地微源功率估计值收敛到同一个真实值，因此可以得到，

可以推出δω_ij最终衰减到0，即同一串内各逆变器模块的有功功率可以被精确均分，

由于串内微源稳态时的无功估计相等，其电压幅值相等。结合其共享同一串内电流，因此可以推出所有串内逆变器模块的视在功率相等，则其稳态时的串内无功功率也被精确均分。

在本地微源串功率均分的前提下，功率控制模块的稳态表达式可以重新被写为，

与传统并联系统的下垂控制相类似，当有功下垂系数m_i按如下比例设计可以保证全局有功功率相等。

由于线路阻抗的不匹配情况，全局的无功功率可以近似均分。

当系统各微源稳态时的额定容量不同时，该功率控制模块也可以按照其容量的比例均分输出功率。此时输出功率应该被归一化，系统参数应按照如下原则设计：

其中和分别代表微源ij的额定有功功率和额定无功功率，和分别代表微源ij输出的归一化有功和无功功率，是微源ij的给定电压幅值，n_ij为微源ij的无功控制参数，控制参数n具体为公共无功参数。

4)参考电压生成模块：根据功率控制模块生成的逆变器模块输出角频率参考值ω_ij，以及根据无功-电压控制模块生成的耦合变换器输出电压幅值参考值V_ij，进行参考电压的合成，为电压电流控制模块提供输入值。其参考电压生成的公式为：

电压电流跟踪模块：根据参考电压生成模块生成的参考电压对耦合变换器的输出电容电压和电感电流进行双闭环跟踪控制，提高逆变器自身动态响应，为PWM调制模块提供逆变器内电压参考。

5)PWM调制模块：根据电压电流控制模块提供的逆变器模块内电压参考信号进行调制，生成本地单相全桥电压型逆变器的开关信号，驱动半导体开关器件动作。

对应上述的控制系统，本发明控制系统的协调控制方法实现包含以下步骤(1)～(8)：

步骤(1)：采样本地逆变器模块的滤波电感电流I_lij、滤波电容电压V_oij和输出线路电流I_oij；

步骤(2)：将采样的耦合变换器滤波电容电压V_oij和输出线路电流I_oij送到功率计算模块，由于功率计算模块中含有一阶低通滤波器，经过滤波处理后得到有功功率P_ij和无功功率Q_ij；

步骤(3)：将功率计算模块得到的有功功率P_ij以及该本地逆变器模块邻近微源的平均有功功率估计送到串内平均功率估计模块中的平均有功功率估计模块，得到自身的平均有功功率估计随后将这个功率估计信息传递给邻近微源；

步骤(4)：将功率计算模块得到的无功功率Q_ij以及该本地逆变器模块邻近微源的平均无功功率估计送到串内平均功率估计模块中的平均无功功率估计模块，得到自身的平均无功功率估计随后将这个功率估计信息传递给邻近微源；

步骤(5)：将串内平均功率估计模块计算得到的平均有功和无功估计和送到功率控制模块，接收邻近微源有功功率信息，根据所提出的控制算法得到本地逆变器模块的输出角频率参考值ω_ij、输出电压幅值参考值V_ij；

步骤(6)：将逆变器输出角频率参考值ω_ij、输出电压幅值参考值V_ij送到参考电压生成模块，生成参考电压矢量；

步骤(7)：将参考电压生成模块生成的参考电压和逆变器模块的滤波电感电流I_lij送到电压电流跟踪模块中，进行双闭环控制，得到控制信号；

步骤(8)：采用PWM基本脉冲宽度调制技术的PWM调制模块将控制信号调制输出得到单相全桥电压型逆变器的开关管控制信号，开关管控制信号经过外部驱动电路输出脉冲信号控制逆变器中开关管的通断。

以上的协调控制方法对微电网中变量的换算简单，计算量小，适用于分布式微电网的协同控制，在理想状态下能够实现系统的频率同步与全局功率的均分，基于逆变器模块先串后并的交流微电网系统具备高电压等级和大功率供电的应用特点，效率更高，对于偏远地区分布式电源的集成与控制更加灵活；所涉及的协调控制方法仅需要本地低带宽通信网络，无需引入中央控制器或主导微源，降低了通信成本，增强了系统的可靠性和即插即用特性，有利于系统的模块化设计。

图5为本发明实例中3×3串并联逆变器系统的仿真结果图。微源串个数N＝3，串内微源个数M₁＝M₂＝M₃＝3。PCC点电压参考值V_P*＝311V，f_P*＝50Hz，额定角频率ω*＝100πrad/s。输出滤波器参数L_f＝1.6Mh，C_f＝20Μf。通信参数额定有功功率P^rated＝2kW，额定无功功率Q^rated＝2kVar。控制参数m＝4e-4，k＝8e-3，n＝5e-4。假定每个微源的额定容量相等，测试系统在RL负载及RC负载的功率均分性能。仿真过程中，最初PCC点公共负载只有Z_l1，负载Z_l2在2s时增加。在4s时PCC点负载切换至Z_l3，负载Z_l4于6s时增加。从图5中可以看出，仿真开始后各模块的频率很快同步，稳态时的频率值与额定值有轻微的偏差。在RL和RC负载下，同一串内的各逆变器的输出有功和无功功率稳态时保持相等。同时不同串微源的有功功率也可以精确均分，但由于线路阻抗的不匹配，全局无功功率只能够近似均分。此外，当负载突然发生变化时，系统响应速度快，可以快速调整有功功率和无功功率。因此该协调控制方法实现了预期的控制目标。

上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而并非对本发明创造具体实施方式的限定。对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其仍处于本发明权利要求范围之中。

Claims (8)

1.一种孤岛模式下混合串并联微电网的协调控制方法，其特征在于，所述混合串并联微电网中的相互串并联连接的本地的逆变器模块采用分布式协同控制使微源串成为一个步调一致的整体，每个本地的逆变器视为一个微源，所述微源串之间通过整体下垂实现全局功率均分，混合串并联微电网的控制系统中包括功率计算模块、串内平均功率估计模块、功率控制模块、参考电压生成模块、电压电流跟踪模块和PWM调制模块；控制系统的协调控制方法包含以下步骤(1)～(8)：

步骤(1)：采样本地逆变器模块的滤波电感电流I_lij、滤波电容电压V_oij和输出线路电流I_oij；

步骤(2)：将采样的耦合变换器滤波电容电压V_oij和输出线路电流I_oij送到功率计算模块，由于功率计算模块中含有一阶低通滤波器，经过滤波处理后得到有功功率P_ij和无功功率Q_ij；

步骤(3)：将功率计算模块得到的有功功率P_ij以及该本地逆变器模块邻近微源的平均有功功率估计送到串内平均功率估计模块中的平均有功功率估计模块，得到自身的平均有功功率估计随后将这个功率估计信息传递给邻近微源；

步骤(4)：将功率计算模块得到的无功功率Q_ij以及该本地逆变器模块邻近微源的平均无功功率估计送到串内平均功率估计模块中的平均无功功率估计模块，得到自身的平均无功功率估计随后将这个功率估计信息传递给邻近微源；

步骤(5)：将串内平均功率估计模块计算得到的平均有功和无功估计和送到功率控制模块，接收邻近微源的有功功率信息，并计算得到本地逆变器模块的输出角频率参考值ω_ij、输出电压幅值参考值V_ij；

步骤(6)：将逆变器输出角频率参考值ω_ij、输出电压幅值参考值V_ij送到参考电压生成模块，生成参考电压矢量；

步骤(7)：将参考电压生成模块生成的参考电压和逆变器模块的滤波电感电流I_lij送到电压电流跟踪模块中，进行双闭环控制，得到控制信号；

步骤(8)：采用PWM基本脉冲宽度调制技术的PWM调制模块将控制信号调制输出得到单相全桥电压型逆变器的开关管控制信号，开关管控制信号经过外部驱动电路输出脉冲信号控制逆变器中开关管的通断。

2.根据权利要求1所述的协调控制方法，其特征在于，所述步骤(5)中通过功率控制模块计算得到本地逆变器模块的输出角频率参考值ω_ij、输出电压幅值参考值V_ij进一步包括：

根据下式可得到本地逆变器模块的输出角频率参考值ω_ij、输出电压幅值参考值V_ij：

其中，sgn(Q_ij)为Q_ij的符号函数，ω_ij和V_ij分别为逆变器ij的输出电压角频率和幅值参考信号，可以合成参考电压V_ijsin(ω_it)，ω^*为系统额定角频率，为本地额定电压幅值，为PCC点额定电压幅值，m_i、k_i和n为大于0的控制参数，下标ij代表第i个微源串中的第j个逆变器，1≤i≤N，1≤j≤M_i，其中N为系统内微源串总数，M_i为第i个微源串内的微源总数。

3.根据权利要求2所述的协调控制方法，其特征在于，为了简化分析，假设所有逆变器模块稳态时的额定容量相等，当系统达到稳态时，所有微源频率一致，定义

稳态时所有同一串的本地微源功率估计值收敛到同一个真实值，因此可以得到，

可以推出δω_ij最终衰减到0，即同一串内各逆变器模块的有功功率可以被精确均分，

由于串内微源稳态时的无功估计相等，其电压幅值相等；结合其共享同一串内电流，因此可以推出所有串内逆变器模块的视在功率相等，则其稳态时的串内无功功率也被精确均分；

在本地微源串功率均分的前提下，功率控制模块的稳态表达式可以重新被写为

与传统并联系统的下垂控制相类似，当有功下垂系数m_i按如下比例设计可以保证全局有功功率相等，其中M_i为第i个微源串内的微源总数。

由于线路阻抗的不匹配情况，全局的无功功率可以近似均分。

4.根据权利要求3所述的协调控制方法，其特征在于，当系统各微源稳态时的额定容量不同时，功率控制模块能够按照其容量的比例均分输出功率，此时输出功率应该被归一化，系统参数应按照如下原则设计：

其中和分别代表微源ij的额定有功功率和额定无功功率，和分别代表微源ij输出的归一化有功和无功功率，是微源ij的给定电压幅值，n_ij为微源ij的无功控制参数，控制参数n具体为公共无功参数。

5.根据权利要求1所述的协调控制方法，其特征在于，所述功率计算模块采集单个逆变器的实时输出电压V_oij和电流信号I_oij，并计算出输出的平均有功功率P_ij和无功功率Q_ij：

其中，V′_oij为V_oij滞后90度的电压，τ为功率低通滤波常数。

6.根据权利要求1所述的协调控制方法，其特征在于，所述串内平均功率估计模块根据分布式控制的动态一致性协议，实现每个逆变器模块与本地相邻逆变器的信息交换，产生本地微源串的平均有功功率和无功功率估计，估计算法如下：

其中，分别为微源ij的串内平均有功功率和无功功率的估计值，P_ij(t)、Q_ij(t)为微源ij输出功率的测量瞬时值，下标ij代表第i个微源串中的第j个微源(即逆变器)，1≤i≤N，1≤j≤M，l∈N_ij定义为微源ij的本地邻近微源的集合，c_{ij_l}表示通信权重，当微源ij从微源l接收信息时c_{ij_l}＞0，否则c_{ij_l}＝0。

7.根据权利要求1所述的协调控制方法，其特征在于，参考电压生成的公式为：

8.根据权利要求1所述的协调控制方法，其特征在于，所述电压电流跟踪模块根据参考电压生成模块生成的参考电压对耦合变换器的输出电容电压和电感电流进行双闭环跟踪控制，提高逆变器自身动态响应，为PWM调制模块提供逆变器内电压参考。