2。2。1 恒功率(PQ)控制策略

逆变器是微电源与微电网的之间的连接器件,它的逆变过程其实就是对电源输出的有功和无功进行控制的过程。因此,PQ控制策略的实质就是通过对逆变器运行过程的控制以达到对输出的有功功率和无功功率的进行控制,以下是有功功率和无功功率的影响因素:

P=                                       (2-1)

Q=-                                    (2-2)

当值很小时,它的正弦值也很小,有功功率P将主要受的影响。同理,当值很小时其余弦值接近为1,无功功率Q主要受电压幅值的影响。由此可见,PQ控制策略实际上就是对逆变器输出电压的幅值和相角进行的控制。

PQ控制即恒功率控制,它是通过对有功电流和无功电流的调节尽可能保证微电源输出的有功功率P和无功功率Q维持在恒定值。图2。1是PQ控制法的控制原理图:

图2。1 PQ控制策略原理图

图2。1中,、分别为有功和无功的参考定值,将它们分别与交流侧测量到的有功功率和无功功率相减,再经过PI调节器,对逆变器的相角和幅值进行调节和控制,以达到对输出的有功和无功功率进行控制的目的。文献综述

2。2。2 恒电压(VF)控制策略

恒电压控制策略是指通过控制手段改变有功和无功功率从而使逆变器输出稳定的电压和频率,为整个微电网提供参考电压和参考频率,保证微网的电压和频率恒定,以保证其他从属DG和敏感负荷能够继续正常工作。其中,电压控制是通过将采集到的测量值与预先设定的参考电压进行差值比较,然后通过PI调节器来对逆变器的输入电压V进行调节,使电压值V稳定在一个定值附近。频率控制和电压控制原理类似,它是通过测量输出的频率并和工频50Hz进行差值比较,再利用PI调节器对逆变器的频率进行调节,通过控制逆变器的相角从而保证其频率的稳定。其中利用了锁相环(PLL)来实现对输出频率的测量。VF控制的原理图如图2。2所示:

图2。2 VF控制策略原理图

PQ控制的微电源出口处的电压和频率都会发生改变,这样才能够维持功率的平衡,而VF控制可以弥补PQ控制方法的不足,因为由VF控制的微电源可以使微电网系统的电压和频率水平保持相对的稳定。

2。3 微电源的建模

2。3。1 逆变型分布式电源模型建立

要对微电网进行理论分析和研究,首先需要建立分布式电源的数学模型。因为逆变器是一个非线性的系统,不太方便对其直接进行理论分析,所以我们由三相电压型逆变器主电路推导出控制的数学模型及其在dq坐标轴下的数学方程,然后推导出三相电压型逆变器的电压控制方程和原理框图,还有它的电流控制方程和原理框图,在以上两者的基础上得出电压电流双环控制的控制原理框图。

分布式电源的逆变主电路主要由两个主要部分组成,前一部分是由各种电力电子装置构成的逆变器,其中实际应用较多的是电压型全桥逆变器,后一部分是滤波部分。逆变后的PWM波还要经过由电感和电容构成的LC滤波器滤去其中的高次谐波。三相电压型逆变器的主电路拓扑结构如图2。3所示。

         图2。3 三相逆变器主电路基本结构

图2。3的逆变器主电路中,E是直流电源电压,V1-V6是晶闸管IGBT,VD1-VD6是电力二极管,Ua、Ub、Uc是逆变器桥臂输出电压,,是逆变器输出电流,是电容器的电流,是系统的负荷电流,等效电阻都是R,滤波电感和滤波电容分别是L和C。

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