精确调节虚拟阻抗的方法与单机逆变器、逆变器并联系统技术方案

本发明专利技术涉及一种可精确调节的虚拟阻抗的实现方法、精确调节虚拟阻抗的方法、可精确调节虚拟阻抗的单机逆变器与逆变器并联系统。本发明专利技术所述的可精确调节的虚拟阻抗的实现方法以及精确调节虚拟阻抗的方法，基于逆变器的戴维南等效电路，获得基波频率f

The method of precise adjustment of virtual impedance and the parallel system of single inverter and inverter

【技术实现步骤摘要】
精确调节虚拟阻抗的方法与单机逆变器、逆变器并联系统
本专利技术涉及逆变器
，更具体地说，涉及一种可精确调节的虚拟阻抗的实现方法，一种精确调节虚拟阻抗的方法，一种可精确调节虚拟阻抗的单机逆变器，一种可精确调节虚拟阻抗的逆变器并联系统。
技术介绍
随着微电网技术的应用与发展，大规模分布式电源通过逆变装置接入微网，给逆变器并联系统的运行管理带来较大的挑战。对于电压源型逆变器来说，希望调节逆变器等效输出阻抗接近为零，以提高单机逆变器输出电压质量。对于逆变器并联系统来说，传统下垂控制依赖线路的阻抗特性，输出阻抗不一致难以保证功率的精确分配。因此，逆变器等效阻抗特性对逆变器单机及其并联系统的性能有着重要影响。目前，主要有两种方法调节逆变器等效输出阻抗：一种方法是通过改变逆变器的电压控制策略和控制参数，这种方法灵活性较差；一种方法是虚拟阻抗法，即通过加入电流前馈环节，构造电压降落调节参考电压，达到模拟实际阻抗的效果，如文献(张庆海，罗安，陈燕东，彭楚武，等.并联逆变器输出阻抗分析及电压控制策略.电工技术学报，2014，29(6)，98-105.)。这种方法调节的灵活度较高。进而，通常通过虚拟阻抗技术对逆变器等效输出阻抗进行调节。中国技术201821763820.6公开了一种实现并联逆变器无功均分的虚拟感抗调节器，用于实现无功均分。虚拟感抗调节器由减法器、积分器和加法器三部分组成。虚拟感抗调节器安装在逆变器的本地控制器中，本地控制器与中心控制器通过低带宽通信线实现互联。上述技术在低压微网的各个逆变器中引入虚拟感抗并加装虚拟感抗调节器，采用无功功率调节虚拟感抗的大小，不需测量线路阻抗参数达到线路阻抗匹配，实现无功功率均衡控制，各逆变器间无需额外的通信线，保留了微网逆变器的即插即用特性。中国专利技术专利申请201610330309.6公开了一种基于虚拟复阻抗的单相逆变器并联控制方法，所述虚拟复阻抗由虚拟负电感和虚拟正电阻所组成。逆变器输出通过LC滤波器滤除高频毛刺，再由线路连接到输出交流母线。由于滤波电感的存在，逆变器输出阻抗主要呈感性，加入所述虚拟复阻抗后能够使逆变器等效输出阻抗呈阻性。上述专利技术的控制策略适用于低电压微电网的多逆变器并联控制系统。然而，现有技术中的虚拟阻抗技术大多把逆变器的空载电压增益的幅度值近似视为单位1，但是闭环控制下的逆变器的空载电压增益往往不为单位1，并且存在一定的相位，降低了虚拟阻抗的实现精度，进而影响逆变器及其并联系统的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可精确调节的虚拟阻抗的实现方法，一种精确调节虚拟阻抗的方法，一种可精确调节虚拟阻抗的单机逆变器，一种可精确调节虚拟阻抗的逆变器并联系统。本专利技术引入空载电压增益补偿，抵消逆变器的空载电压增益不为1对虚拟阻抗实现精度带来的影响，实现精确调节逆变器的等效输出阻抗，提高单机逆变器及逆变器并联系统的性能。本专利技术的技术方案如下：一种可精确调节的虚拟阻抗的实现方法，获取基波频率f0处期望整定的输出阻抗值计算获得基波频率f0处的空载电压增益基波频率f0处的等效输出阻抗根据如下公式计算获得需要添加的虚拟阻抗值Zv0：其中，Gc(s)为逆变器的空载电压增益，Zo(s)为逆变器的等效输出阻抗。作为优选，通过逆变器的戴维南等效电路模型计算获得Gc(s)、Zo(s)，逆变器的戴维南等效电路模型如下：vo＝Gc(s)vref-Zo(s)io；其中，vref为输入电压控制器的精确参考电压，io为逆变器的输出电流。一种精确调节虚拟阻抗的方法，将所述的虚拟阻抗值Zv0进行添加，对原始参考电压进行调节，则即使逆变器的空载电压增益不为1时，仍然能在基波频率f0处获得精确的输出阻抗值作为优选，添加虚拟阻抗Zv0后，逆变器的等效输出阻抗具体为：其中，Gc(s)为逆变器的空载电压增益，Zo(s)为逆变器的等效输出阻抗。一种可精确调节虚拟阻抗的单机逆变器，包括依次连接的独立逆变器、连线阻抗、负载；逆变器中基于所述的精确调节虚拟阻抗的方法，获得虚拟阻抗值Zv0，逆变器的输出电流io通过乘法运算模块与虚拟阻抗值Zv0相乘构造电压降落，并反馈至原始参考电压对原始参考电压进行调节，得到精确参考电压vref；精确参考电压vref输入电压控制器，生成PWM驱动信号控制逆变器的开关器件的通断。一种可精确调节虚拟阻抗的逆变器并联系统，包括若干依次连接的独立逆变器、连线阻抗，所有连线阻抗与公共负载连接；每台独立逆变器中基于所述的精确调节虚拟阻抗的方法，获得虚拟阻抗值Zv0,n，逆变器的输出电流io,n通过乘法运算模块与虚拟阻抗值Zv0,n相乘构造电压降落，并反馈至原始参考电压对原始参考电压进行调节，得到精确参考电压vref,n；精确参考电压vref,n输入电压控制器，生成PWM驱动信号控制逆变器的开关器件的通断。作为优选，采集逆变器的输出电压vo,n和输出电流io,n，通过平均功率计算得到有功功率Pn和无功功率Qn，再通过下垂控制法生成原始参考电压本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述的可精确调节的虚拟阻抗的实现方法以及精确调节虚拟阻抗的方法，基于逆变器的戴维南等效电路，获得基波频率f0处的空载电压增益基波频率f0处的等效输出阻抗并提出改进的用于添加的虚拟阻抗值Zv0，可补偿逆变器的空载电压增益不为1的影响，对等效输出阻抗进行精确整定。本专利技术所述的可精确调节虚拟阻抗的单机逆变器与逆变器并联系统，基于所述的精确调节虚拟阻抗的方法，从逆变器的戴维南等效电路模型出发，引入空载电压增益补偿虚拟阻抗的调节，抵消逆变器的空载电压增益不为1对虚拟阻抗实现精度带来的影响，实现逆变器的等效输出阻抗精确调节，提高单机逆变器及逆变器并联系统的性能。附图说明图1是逆变器电压控制框图(单相逆变器)；图2是实现虚拟阻抗精确调节的逆变器等效阻抗调节框图；图3是单机逆变器控制框图；图4是逆变器并联系统控制框图；图5是实施例一的单相全桥逆变器主电路框图；图6是实施例一的逆变器等效控制框图；图7是实施例一的单机逆变器输出电压电流波形示意图；图8是实施例二的逆变器并联系统示意图；图9是实施例二的逆变器并联系统输出有功和无功功率波形示意图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本专利技术进行进一步的详细说明。本专利技术为了解决现有技术存在的逆变器的空载电压增益不为1，且存在一定的相位，降低了虚拟阻抗的实现精度，进而影响逆变器及其并联系统的性能的不足，提供一种可精确调节的虚拟阻抗的实现方法，获取基波频率f0处期望整定的输出阻抗值计算获得基波频率f0处的空载电压增益基波频率f0处的等效输出阻抗根据如下公式计算获得需要添加的虚拟阻抗值Zv0：其中，Gc(s)为逆变器的空载电压增益，Zo(s)为逆变器的等效输出阻抗，可以从逆变器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可精确调节的虚拟阻抗的实现方法，其特征在于，获取基波频率f

【技术特征摘要】
1.一种可精确调节的虚拟阻抗的实现方法，其特征在于，获取基波频率f0处期望整定的输出阻抗值计算获得基波频率f0处的空载电压增益基波频率f0处的等效输出阻抗根据如下公式计算获得需要添加的虚拟阻抗值Zv0：



其中，Gc(s)为逆变器的空载电压增益，Zo(s)为逆变器的等效输出阻抗。


2.根据权利要求1所述的可精确调节的虚拟阻抗的实现方法，其特征在于，通过逆变器的戴维南等效电路模型计算获得Gc(s)、Zo(s)，逆变器的戴维南等效电路模型如下：
vo＝Gc(s)vref-Zo(s)io；
其中，vref为输入电压控制器的精确参考电压，io为逆变器的输出电流。


3.一种精确调节虚拟阻抗的方法，其特征在于，将权利要求1或2所述的虚拟阻抗值Zv0进行添加，对原始参考电压进行调节，则即使逆变器的空载电压增益不为1时，仍然能在基波频率f0处获得精确的输出阻抗值


4.根据权利要求3所述的精确调节虚拟阻抗的方法，其特征在于，添加虚拟阻抗Zv0后，逆变器的等效输出阻抗具体为：



其中，Gc(s)为逆变器的空载电压增益，Zo(s)为逆变器的等效输出阻抗。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：林燎源，戴宇杰，朱铠，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建;35