CN112086996A - 一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法 - Google Patents
一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112086996A CN112086996A CN202010791893.1A CN202010791893A CN112086996A CN 112086996 A CN112086996 A CN 112086996A CN 202010791893 A CN202010791893 A CN 202010791893A CN 112086996 A CN112086996 A CN 112086996A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- inverter
- voltage
- agent
- power
- information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
- H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
- H02J3/50—Controlling the sharing of the out-of-phase component
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/493—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法,包括:基于一致性算法的通信机制的建立和改进的下垂控制方法,其特点是,各逆变器具有与其相连的Agent,通过一致性算法获得全局信息,并计算改进下垂控制所需的可变虚拟阻抗指令值再传输给逆变器控制器,无需中央控制器;采用改进下垂控制,其主要分析并联逆变器之间功率分配原则和线路阻抗与输出功率之间的关系,设计出可变虚拟阻抗实时补偿线路之间的压差;针对传统下垂控制电压/频率偏离给定值的缺点,引入了倒数功率项保证经过控制之后的系统电压/频率在给定值上稳定运行。经过改进之后的下垂控制不仅能够按容量和下垂系数进行逆变器功率的精确分配,还能保证系统电能质量。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子控制领域,尤其涉及一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法。
背景技术
逆变器是将直流电能转换成交流电满足人们日常需求。在微电网中,逆变器将光伏,储能等微源输出的直流电转换为交流电输送到母线上。为了提高逆变电源的可靠性,通常采用逆变器并联技术。然而具有各逆变器根据自身输出参数来调节输出稳定的电压,频率及功率的特点的下垂控制方法得到了广泛的应用。下垂控制仅仅对逆变器自身输出的功率进行控制,得到稳定的电网电压和频率。然而传统的下垂控制有着本身固有的缺点,例如,功率耦合导致各逆变器输出有功无功分配不均,牺牲电压频率值改变逆变器输出功率,是一个有差控制。因此对于下垂控制的改进技术成为了学者们研究重点。例如:中国专利申请号201911361075.X,名称为:“一种基于下垂控制的自动控制设备及其控制方法”提出中央控制器控制多个并联分布式电源的功率分配,并设置三个子单元进行参数调节。但并没有解决线路阻抗不一致导致的功率分配不均和电压/频率偏离参考值的问题。而且中央控制器的设置降低了系统的稳定性和可靠性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提出一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法,以解决并联逆变器由于线路阻抗存在差异导致线路上压降不同使得各微源母线上的电压不同的问题。所谓Agent是指具有计算和通信能力的智能体,具备交互性,反应性,主动性和自主性的特征,也是快速散布路由更新信息到整个大型网络的每个节点的一种方法。首先,各微源拥有自己的Agent,每个Agent通过flooding一致性算法负责对邻近Agent共享信息,并且进行指令计算。其次,只需实时计算得到逆变器自身输出的功率就可得到可变虚拟阻抗值实现功率精确分配。最后通过引入功率导数项恢复电压和频率的偏离。基于Agent的改进下垂控制实现了各逆变器输出功率的精确分配,无需通信协议,无需测量母线电压,无需准确获得线路阻抗信息,同时也实现了电压和频率的恢复使得母线电压和系统频率稳定。提出的方法稳定性好,结构简单,适用性强,效果佳。
实现本发明目的采用的技术方案是,一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法,其特征是,它包括的内容有:
1)基于一致性算法的通信机制的建立
所述通信机制是基于flooding一致性算法的各Agent之间的信息共享过程,首先每个发电节点配有Agent节点,各Agent之间的通信拓扑采用无向环形通信拓扑结构图,各Agent基于flooding一致性算法与相邻Agent之间共享信息使系统中各Agent之间的信息达到一致,再经过改进下垂控制所需算法计算出指令值提供给逆变器控制模块,每个Agent设定ID为环形拓扑结构图中相邻的节点,并且具有唯一独特的ID,所以,第i个Agent的信息表示为:
parai=<Pi,mi1> (2)
parai表示第i个Agent的相关信息,在系统当中,Agent掌握各逆变器输出的有功功率及下垂系数,基于flooding一致性算法,每个Agent获得全局信息所需迭代次数为:
其中n为系统节点个数,T为信息交互迭代次数;
2)改进的下垂控制方法
每个分布式微源的控制由基本控制模块和改进下垂模块构成,所述基本控制模块包括直流电压源、电压源型逆变器、低通滤波器、线路阻抗、PCC母线、负载、Park变换模块、功率计算模块、下垂控制模块、电压合成模块和电压电流双闭环模块;
所述Park变换模块,就是将abc坐标下的交流变量转换为dq坐标下的直流变换为:
所述功率计算模块计算逆变器实际输出功率,测量逆变器输出的电压uo和io,经过dq轴变换,再计算其输出有功功率Pi和无功功率Qi为:
其中iodi,uodi为d轴上的电流和电压,ioqi,uoqi为q轴上的电流电压;
所述下垂控制模块就是从功率计算模块接受有功功率pi和无功功率Qi经过下垂控制法得到调节电压和频率的参考值,具体控制法为:
在低压微网,线路阻抗呈阻性的时候,第i个逆变器输出的有功功率和无功功率为:
无功功率为:
根据式(6)和(7),逆变器输出有功功率与电压相关联,输出无功功率与相角相关联,因此,低压微网线路阻抗阻性情况下的下垂特性方程为:
式中,firef和Uiref分别为第i个逆变器输出频率和电压幅值;和为第i个逆变器基点频率和电压幅值;ni1和mi1为下垂系数;Qi和Pi为第i个逆变器输出有功功率和无功功率;和为第i个逆变器基点无功功率和有功功率;
所述电压合成模块,将下垂控制模块输出的电压幅值与相位合成三相电压,计算公式为:
所述电压电流双闭环模块,电压外环采用准PR控制器,电流内环采用比例控制器,能够快速跟踪电流信号;采用PR控制器的电压外环和比例控制器电流内环的双闭环控如下方式进行计算:
比例电流内环:
准PR电压外环:
其中,Ki为比例系数,kpu为PR控制器比例增益系数,ωr截至频率,ω0为谐振频率,Kr为积分增益系数,Lf滤波电感,Cf滤波电容,iLd和iLq为dq轴上的电感电流;
所述改进的下垂控制是针对低压微网线路阻抗呈阻性且各并联逆变器到母线之间的线路阻抗不一致导致输出电压不一致,功率分配不均及传统下垂控制电压/频率有差调节而进行的改进;
设每条线路上存在虚拟阻抗Rvi补充线路阻抗差异值,并联逆变器功率分配原则如下:
当并联逆变器存在压差时,各逆变器按照分配原则分配有功功率会出现误差,相对误差表达式为:
结合(14)式,相对误差e1表达为:
由(15)式可知,有功功率能够精确的按容量分配的充要条件为:
由于逆变器输出电压相位与母线电压相位差近似,所以式(6)可以简化为:
结合虚拟阻抗,再对式(17)两边取微分:
由式(18)知,有功功率与虚拟阻抗呈反比例,随着Rvi增大,ΔPi减小;
所以,可变虚拟阻抗是由有功功率的变化确定:
式中,Ki1为积分系数,虚拟阻抗部分由固定虚拟阻抗Rv'i和可变虚拟阻抗来组成,固定虚拟阻抗保证逆变器输出阻抗无限接近或纯阻性,可变虚拟阻抗在线路阻抗不一致的条件下保证母线上电压一致,并且功率得到精确分配,由各逆变器Agent经过flood一致性原则获得全局信息,再经过如下计算得到:
式中,PT为各逆变器输出功率之和;
利用功率导数项保证逆变器输出电压频率再回到基准值稳定运行;
所述改进后得到的下垂控制算法为:
式中,ndi和mdi为无功功率和有功功率导数项微分系数,ni1和mi1为改进的下垂系数,Qi和Pi为第i个逆变器输出有功功率和无功功率;和为第i个逆变器基点无功功率和有功功率;和为第i个逆变器基点频率和电压幅值;firef和Uiref分别为第i个逆变器输出频率和电压幅值;Ki1为积分系数;Rv'i为固定虚拟阻抗;为可变虚拟阻抗;i0为逆变器输出电流。
进一步,对于系统4个发电结点,各节点Agent基于一致性算法的获取全局信息的步骤如下:
因此,对于拥有四个节点的系统,只需两次的传送信息的迭代就可获得全局的信息。
进一步,所述直流电压源采用新能源发电或是储能系统提供或用固定的直流电压源作为电源。
进一步,所述电压源型逆变器采用IGBT逆变器。
进一步,所述低通滤波器采用LC滤波器。
进一步,所述线路阻抗采用阻性的阻抗。
本发明的一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法,其特点一是,各逆变器具有与其相连的Agent,它的任务是通过一致性算法获得全局信息,并计算改进下垂控制所需的可变虚拟阻抗指令值再传输给逆变器控制器,无需中央控制器。其特点二是,针对低压微网阻性线路采用Q-f/P-U的下垂控制,针对并联逆变器线路阻抗不一致导致功率未能精确分配问题采用改进下垂控制,其主要分析并联逆变器之间功率分配原则和线路阻抗与输出功率之间的关系,设计出可变虚拟阻抗实时补偿线路之间的压差。其特点三,电压电流双闭环控制电压外环采用准PR控制降低了系统敏感度,增强稳定性。针对传统下垂控制电压/频率偏离给定值的缺点,引入了倒数功率项保证经过控制之后的系统电压/频率在给定值上稳定运行。经过改进之后的下垂控制不仅能够按容量和下垂系数进行逆变器功率的精确分配,还能保证系统电能质量。提出的方法稳定性好,结构简单,适用性强,效果佳。
附图说明
图1是本发明的一种基于Agent并联逆变器下垂控制法结构示意图;
图2是本发明通信系统信息迭代示意图(信息交互迭代次数T=0);
图3是本发明通信系统信息迭代示意图(信息交互迭代次数T=1);
图4是本发明通信系统信息迭代示意图(信息交互迭代次数T=n);
图5是本发明改进下垂控制结构示意图;
图6是本发明并联逆变器输出功率示意图;
图7是本发明并联逆变器输出电压示意图;
图8是本发明并联逆变器输出频率示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参照图1-图5,一种基于Agent的微网并联逆变器功率分配方法。Agent指具有计算和通信能力的智能体。并联逆变器控制系统包括直流电压源,电压源型逆变器,低通滤波器,线路阻抗,PCC母线,负载,Park变换模块,功率计算模块,改进下垂控制模块,电压电流双闭环模块,信息交换及计算Agent。所述具体实施步骤如下:
(1)各Agent用flooding一致性算法获取全局信息的过程。
结合图2-图5分析,首先每个发电节点配有Agent节点,各Agent之的通信拓扑采用无向环形通信拓扑结构。其特征在于环形无向拓扑图易于观察到停止条件。这些Agent基于flooding(flooding是快速散布路由更新信息到整个大型网络的每个节点的一种方法)一致性算法与相邻Agent之间共享信息使系统中各Agent之间的信息达到一致,再经过改进下垂控制所需算法计算出指令值提供给逆变器控制模块。每个Agent设定ID为环形拓扑结构图中相邻的节点,并且具有唯一独特的ID。所以,第i个Agent的信息表示为:
parai=<Pi,mi1> (2)
parai表示第i个Agent的相关信息。在本设计系统当中,Agent掌握各逆变器输出的有功功率及下垂系数。基于flooding一致性算法,每个Agent获得全局信息所需迭代次数为:
其中n为系统发电节点个数,T为信息交互迭代次数。
以包含4个发电结点的Agent系统为例,各节点Agent基于一致性算法的获取全局信息的步骤如下:
(2)测量逆变器输出电压和电流信号。
(3)对测量到的交流电压和电流行进park变换,得到电压电流dq轴的分量。
Park变换模块,就是将abc坐标下的交流变量转换为dq坐标下的直流变换为:
三相电压park变换后的dq轴分量为:
三相电压park变换后的dq轴分量为:
式中,Uod,iod为逆变器输出电压电流d轴分量,Uoq,ioq为逆变器输出电压电流q轴分量,ia,ib,ic为逆变器输出电流在三相静止坐标下的分量,Ua,Ub,Uc为逆变器输出电压在三相静止坐标下的分量。
(4)利用dq轴上的电压电流分量计算逆变器输出有功和无功功率。
逆变器输出功率具体算法:
式中Pi为第i个逆变器输出有功功率,Qi为第i个逆变器输出无功功率。
(5)得到的有功功率和无功功率输送到改进下垂控制模块得到调整后的电压和频率参考值控制逆变器输出功率。
在低压微网,线路阻抗呈阻性的时候,第i个逆变器输出的有功功率和无功功率可以写成:
根据式(6)和式(7)逆变器输出有功功率与电压相关联,输出无功功率与相角相关联。因此,低压微网线路阻抗阻性情况下的下垂特性方程为:
式中,firef和Uiref分别为第i个逆变器输出频率和电压幅值;和为第i个逆变器基点频率和电压幅值;ni1和mi1为下垂系数;Qi和Pi为第i个逆变器输出有功功率和武功功率;和为第i个逆变器基点无功功率和有功功率。
(6)电压合成。
下垂控制输出的电压幅值和频率经过合成得到三相电压静态值。具体合成公式如下:
(7)再进行park变换为电压电流双闭环控制做准备。
经过park变换,获得电压dq轴分量。计算方法如式(4)所示。
(8)电压电流双闭环控制。
将变换后的电压dq分量,及电流dq分量传输到电压电流双闭环控制部分。具体算法如下所示:
比例电流内环:
准PR电压外环:
其中,Ki为比例系数,kpu为PR控制器比例增益系数,ωr截至频率,ω0为谐振频率,Kr为积分增益系数,Lf滤波电感,Cf滤波电容,iLd为电感电流。电流控制环采用电感电流作为控制量,具有对线路参数不敏感,精准采样等优点。
改进下垂控制法分析步骤:
①设每条线路上存在虚拟阻抗Rvi补充线路阻抗差异值。并联逆变器功率分配原则如下:
②当并联逆变器存在压差时,各逆变器输出有功功率会出现误差,相对误差表达式为:
③结合上述表达式,相对误差e1可以表达为:
④由上述式子可知,有功功率能够精确的按容量分配的充要条件为:
⑤由于逆变器输出电压相位与母线电压相位差近似,所以式(6)可以简化为:
⑥结合虚拟阻抗,再对上述式子两边取微分:
⑦由上述式子知,有功功率与虚拟阻抗呈反比例,随着Rvi增大,ΔPi减小。
可变虚拟阻抗计算公式:
式中,Ki1为积分系数。虚拟阻抗部分由固定虚拟阻抗Rv'i和可变虚拟阻抗来组成,固定虚拟阻抗保证逆变器输出阻抗无限接近或纯阻性,可变虚拟阻抗在线路阻抗不一致的条件下保证母线上电压一致,并且功率得到精确分配。
式中,PT为各逆变器输出功率之和。
利用功率导数项保证逆变器输出电压频率再回到基准值稳定运行。改进后得到的下垂控制算法为:
式中,ndi和mdi为无功功率和有功功率导数项微分系数;ndi和mdi为无功功率和有功功率导数项微分系数;ni1和mi1为改进的下垂系数;Qi和Pi为第i个逆变器输出有功功率和无功功率;和为第i个逆变器基点无功功率和有功功率;和为第i个逆变器基点频率和电压幅值;firef和Uiref分别为第i个逆变器输出频率和电压幅值;Ki1为积分系数;Rv'i为固定虚拟阻抗;为可变虚拟阻抗;i0为逆变器输出电流。
改进后的下垂控制不仅能够克服并联逆变器线路阻抗不一致的情况,而且对传统下垂控制输出电压频率出现偏差的缺点有了很好的改进。特别是,Agent的加入,不仅缩短对全局信息的获得及所需指令值计算时间,而且相比中央控制器更具高效和便捷。
下面给出具体仿真算例来验证本策略的有效性:
首先针对三个微源逆变器并联微网系统搭建一个Matlab/Simulink仿真算例。结构示意图如图1所示。本次仿真选择了相同容量的三个逆变器,相同滤波器,三条不一样的线路阻抗验证改进下垂控制对逆变器输出功率的精确分配效果及电压/频率的恢复效果。实现功率的精确分配及电压/频率无差控制。具体选用参数如表1所示
表1:本发明实施例的参数表
仿真验证设定三条线路阻抗分别为:2.28+3.34e-4j,1.28+4.64e-4j,1.5+2.64e- 4j。负荷所需功率为在仿真前1秒钟设定3000w功率值,在1s之后增加负荷3000w,观察逆变器输出功率的变化曲线及电压频率变化过程。
改进之后的逆变器输出功率的分配如图6所示,在前一秒钟虽然线路阻抗存在差异,但是具有相同容量跟下垂系数三个微源逆变器能够精确分配相同的有功功率跟无功功率,后一秒随着负载需求的增加各逆变器按比例调整增加输出功率达到供需平衡,实现了在线路阻抗存在不一致情况下逆变器输出功率的精确分配。电压和频率的变化如图7和8所示,在1s之后随着负载需求增加,传统下垂控制将牺牲电压和频率幅值增加逆变器的功率输出,但经过改进之后的下垂控制,从图7和8可以看到电压和频率幅值1s出现微小的波动之后又回到给定值稳定运行,能够保证功率精确分配的同时,系统稳定运行。
Claims (6)
1.一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法,其特征是,它包括的内容有:
1)基于一致性算法的通信机制的建立
所述通信机制是基于flooding一致性算法的各Agent之间的信息共享过程,首先每个发电节点配有Agent节点,各Agent之间的通信拓扑采用无向环形通信拓扑结构图,各Agent基于flooding一致性算法与相邻Agent之间共享信息使系统中各Agent之间的信息达到一致,再经过改进下垂控制所需算法计算出指令值提供给逆变器控制模块,每个Agent设定ID为环形拓扑结构图中相邻的节点,并且具有唯一独特的ID,所以,第i个Agent的信息表示为:
parai=<Pi,mi1> (2)
parai表示第i个Agent的相关信息,在系统当中,Agent掌握各逆变器输出的有功功率及下垂系数,基于flooding一致性算法,每个Agent获得全局信息所需迭代次数为:
其中n为系统节点个数,T为信息交互迭代次数;
2)改进的下垂控制方法
每个分布式微源的控制由基本控制模块和改进下垂模块构成,所述基本控制模块包括直流电压源、电压源型逆变器、低通滤波器、线路阻抗、PCC母线、负载、Park变换模块、功率计算模块、下垂控制模块、电压合成模块和电压电流双闭环模块;
所述Park变换模块,就是将abc坐标下的交流变量转换为dq坐标下的直流变换为:
所述功率计算模块计算逆变器实际输出功率,测量逆变器输出的电压uo和io,经过dq轴变换,再计算其输出有功功率Pi和无功功率Qi为:
其中iodi,uodi为d轴上的电流和电压,ioqi,uoqi为q轴上的电流电压;
所述下垂控制模块就是从功率计算模块接受有功功率pi和无功功率Qi经过下垂控制法得到调节电压和频率的参考值,具体控制法为:
在低压微网,线路阻抗呈阻性的时候,第i个逆变器输出的有功功率和无功功率为:
无功功率为:
根据式(6)和(7),逆变器输出有功功率与电压相关联,输出无功功率与相角相关联,因此,低压微网线路阻抗阻性情况下的下垂特性方程为:
式中,firef和Uiref分别为第i个逆变器输出频率和电压幅值;fi *和为第i个逆变器基点频率和电压幅值;ni1和mi1为下垂系数;Qi和Pi为第i个逆变器输出有功功率和无功功率;和Pi *为第i个逆变器基点无功功率和有功功率;
所述电压合成模块,将下垂控制模块输出的电压幅值与相位合成三相电压,计算公式为:
所述电压电流双闭环模块,电压外环采用准PR控制器,电流内环采用比例控制器,能够快速跟踪电流信号;采用PR控制器的电压外环和比例控制器电流内环的双闭环控如下方式进行计算:
比例电流内环:
准PR电压外环:
其中,Ki为比例系数,kpu为PR控制器比例增益系数,ωr截至频率,ω0为谐振频率,Kr为积分增益系数,Lf滤波电感,Cf滤波电容,iLd和iLq为dq轴上的电感电流;
所述改进的下垂控制是针对低压微网线路阻抗呈阻性且各并联逆变器到母线之间的线路阻抗不一致导致输出电压不一致,功率分配不均及传统下垂控制电压/频率有差调节而进行的改进;
设每条线路上存在虚拟阻抗Rvi补充线路阻抗差异值,并联逆变器功率分配原则如下:
当并联逆变器存在压差时,各逆变器按照分配原则分配有功功率会出现误差,相对误差表达式为:
结合(14)式,相对误差e1表达为:
由(15)式可知,有功功率能够精确的按容量分配的充要条件为:
由于逆变器输出电压相位与母线电压相位差近似,所以式(6)可以简化为:
结合虚拟阻抗,再对式(17)两边取微分:
由式(18)知,有功功率与虚拟阻抗呈反比例,随着Rvi增大,ΔPi减小;
所以,可变虚拟阻抗是由有功功率的变化确定:
式中,Ki1为积分系数,虚拟阻抗部分由固定虚拟阻抗Rv'i和可变虚拟阻抗来组成,固定虚拟阻抗保证逆变器输出阻抗无限接近或纯阻性,可变虚拟阻抗在线路阻抗不一致的条件下保证母线上电压一致,并且功率得到精确分配,Pi *由各逆变器Agent经过flood一致性原则获得全局信息,再经过如下计算得到:
式中,PT为各逆变器输出功率之和;
利用功率导数项保证逆变器输出电压频率再回到基准值稳定运行;
所述改进后得到的下垂控制算法为:
2.根据权利要求1所述的一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法,其特征是,步骤1)对于系统4个发电结点,各节点Agent基于一致性算法的获取全局信息的步骤如下:
因此,对于拥有四个节点的系统,只需两次的传送信息的迭代就可获得全局的信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法,其特征是,所述直流电压源采用新能源发电或是储能系统提供或用固定的直流电压源作为电源。
4.根据权利要求1所述的一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法,其特征是,所述电压源型逆变器采用IGBT逆变器。
5.根据权利要求1所述的一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法,其特征是,所述低通滤波器采用LC滤波器。
6.根据权利要求1所述的一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法,其特征是,所述线路阻抗采用阻性的阻抗。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010791893.1A CN112086996B (zh) | 2020-08-08 | 2020-08-08 | 一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010791893.1A CN112086996B (zh) | 2020-08-08 | 2020-08-08 | 一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112086996A true CN112086996A (zh) | 2020-12-15 |
CN112086996B CN112086996B (zh) | 2022-05-24 |
Family
ID=73736157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010791893.1A Active CN112086996B (zh) | 2020-08-08 | 2020-08-08 | 一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112086996B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112688295A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-20 | 电子科技大学 | 基于电流一致性的直流微网自适应下垂控制方法 |
CN112952906A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-11 | 天津大学 | 下垂控制直流微电网参考运行功率快速获取方法及装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105576708A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-05-11 | 国网上海市电力公司 | 一种微电网中逆变器并联运行时无功均衡分配控制方法 |
CN106712088A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-05-24 | 燕山大学 | 基于虚拟阻抗与虚拟电源的低压微电网逆变器控制体系 |
CN106712106A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-24 | 重庆大学 | 一种可抑制并联运行逆变器环流的虚拟阻抗在线调节法 |
CN108123448A (zh) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 赵吉彬 | 一种新型微电网分布式不对称功率分配控制方法 |
CN109936169A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 并联逆变器之间不平衡和谐波功率的分配控制方法及装置 |
CN110190599A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-30 | 燕山大学 | 一种基于有限时间一致性理论的孤岛微电网控制策略 |
KR20200008314A (ko) * | 2018-07-16 | 2020-01-28 | 한국전력공사 | 마이크로그리드의 분산 전원 시스템 |
-
2020
- 2020-08-08 CN CN202010791893.1A patent/CN112086996B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105576708A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-05-11 | 国网上海市电力公司 | 一种微电网中逆变器并联运行时无功均衡分配控制方法 |
CN108123448A (zh) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 赵吉彬 | 一种新型微电网分布式不对称功率分配控制方法 |
CN106712106A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-24 | 重庆大学 | 一种可抑制并联运行逆变器环流的虚拟阻抗在线调节法 |
CN106712088A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-05-24 | 燕山大学 | 基于虚拟阻抗与虚拟电源的低压微电网逆变器控制体系 |
CN109936169A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 并联逆变器之间不平衡和谐波功率的分配控制方法及装置 |
KR20200008314A (ko) * | 2018-07-16 | 2020-01-28 | 한국전력공사 | 마이크로그리드의 분산 전원 시스템 |
CN110190599A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-30 | 燕山大学 | 一种基于有限时间一致性理论的孤岛微电网控制策略 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
GUOLIAN HOU ET AL.: "Virtual negative impedance droop method for parallel inverters in Microgrids", 《IEEE》 * |
LU JIAXIN ET AL.: "A Novel Virtual Impedance Method for Droop Controlled Parallel UPS Inverters with Wireless Control", 《ITEC》 * |
黄骏翅 等: "低压微网逆变器自适应谐波下垂控制策略", 《电力自动化设备》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112688295A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-20 | 电子科技大学 | 基于电流一致性的直流微网自适应下垂控制方法 |
CN112688295B (zh) * | 2020-12-17 | 2022-11-01 | 电子科技大学 | 基于电流一致性的直流微网自适应下垂控制方法 |
CN112952906A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-11 | 天津大学 | 下垂控制直流微电网参考运行功率快速获取方法及装置 |
CN112952906B (zh) * | 2021-03-25 | 2023-06-30 | 天津大学 | 下垂控制直流微电网参考运行功率快速获取方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112086996B (zh) | 2022-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111541274B (zh) | 一种基于虚拟同步发电机特性的孤岛微电网控制方法 | |
US10505469B2 (en) | Nonlinear control method for micro-grid inverter with anti-disturbance | |
CN104868500B (zh) | 一种适用于微电网逆变器并联运行控制方法 | |
CN110460099B (zh) | 公共负载公共连接点pcc电压暂态补偿前馈控制方法以及系统 | |
CN109449999B (zh) | 基于自适应虚拟阻抗的低压微电网分布式控制方法及系统 | |
CN109802381A (zh) | 一种基于模糊控制的直流微电网多源动态协调控制方法 | |
CN102623992A (zh) | 基于旋转坐标虚拟阻抗的孤岛微电网控制及优化方法 | |
CN111239491B (zh) | 采用实物控制器扰动注入的广义阻抗实时实验测量方法 | |
CN112086996B (zh) | 一种基于Agent的并联逆变器改进下垂控制方法 | |
CN105391071A (zh) | 用于微电网中多功能并网逆变器并联的群体智能控制方法 | |
CN108280271A (zh) | 基于开关周期平均原理的统一潮流控制器等效建模方法 | |
CN104333244A (zh) | 基于正序分量的三相逆变器控制方法和装置 | |
CN112886647B (zh) | 一种基于阻抗重塑的负荷虚拟同步机协调优化控制方法 | |
CN112202204B (zh) | 一种应用动态虚拟阻抗提高光伏微网无功分配精度的方法 | |
CN112234646A (zh) | 一种采用下垂动态系数的微电网并网逆变器控制方法 | |
CN114759562B (zh) | 基于并网逆变器的公共耦合点谐波抑制方法 | |
CN110783966A (zh) | 一种分布式发电单元协同控制方法及系统 | |
CN113824160A (zh) | 基于自适应虚拟电感的微电网并联逆变器功率调节方法 | |
CN114865934A (zh) | 并网逆变器控制方法、装置和设备及计算机介质 | |
CN111917132A (zh) | 提高多逆变器并联低压微电网下垂控制系统鲁棒性的方法 | |
CN115441511A (zh) | 一种逆变器多参数协同自适应vsg并联控制方法及系统 | |
CN111711198A (zh) | 一种基于fms的配电网馈线互联控制方法 | |
Ge et al. | Inverter control based on virtual impedance under unbalanced load | |
CN111614119B (zh) | 一种基于等价输入干扰的逆变器功率控制方法 | |
Zhou et al. | Control strategies for microgrid power quality enhancement with back-to-back converters connected to a distribution network |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |