易桂平， 劉悅， 胡仁杰

（1.常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院，江蘇常熟215500；2.開封大學(xué)信息工程學(xué)院，河南開封475004；3.東南大學(xué)電氣工程學(xué)院，江蘇南京210096）

分布式電源并聯(lián)運(yùn)行控制新方法

易桂平1， 劉悅2， 胡仁杰3

（1.常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院，江蘇常熟215500；2.開封大學(xué)信息工程學(xué)院，河南開封475004；3.東南大學(xué)電氣工程學(xué)院，江蘇南京210096）

在分析微網(wǎng)多逆變器并聯(lián)功率分配機(jī)理基礎(chǔ)上，分析了不同額定容量逆變器間有功功率和無(wú)功功率環(huán)流的變化規(guī)律，并具體分析了等效線路阻抗對(duì)功率分配的影響機(jī)理及傳統(tǒng)下垂控制法的局限性，為此提出了一種改進(jìn)的下垂控制方法和電壓恢復(fù)機(jī)制來(lái)改善無(wú)功功率的分配并分析了它們的控制原理。仿真和實(shí)驗(yàn)表明設(shè)計(jì)的改進(jìn)下垂控制器可使得并聯(lián)運(yùn)行的逆變器能按額定容量精確分配負(fù)荷有功和無(wú)功，設(shè)計(jì)的控制器具備較強(qiáng)的魯棒性能。

逆變器并聯(lián)；恢復(fù)機(jī)制；改進(jìn)功率下垂控制；功率分配；比例負(fù)荷分配

0　引言

分布式發(fā)電技術(shù)以其靈活性高、成本和損耗低、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，日益成為新能源發(fā)電領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。為大規(guī)模地利用分布式能源，通過微電網(wǎng)的形式接納各種分布式發(fā)電，可靈活地實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行或者孤島自治運(yùn)行。在微電網(wǎng)中，大多數(shù)分布式微源均通過逆變器接口接入大電網(wǎng)，從而形成了一種多逆變器并聯(lián)運(yùn)行環(huán)境。因此，多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行將極大提高微電網(wǎng)系統(tǒng)的整體容量和可靠性。

目前，逆變器并聯(lián)運(yùn)行控制策略一般采用主從控制法以及下垂控制法等方法。主從控制法在控制上需要互聯(lián)線，會(huì)限制并聯(lián)分布式電源之間的距離，同時(shí)也可能引入噪聲，因而其應(yīng)用有一定的局限性。下垂控制法是一種無(wú)聯(lián)絡(luò)信號(hào)線獨(dú)立控制技術(shù)，通過借鑒同步發(fā)電機(jī)的自同步和電壓下垂特性，實(shí)現(xiàn)單元間無(wú)信號(hào)線的并聯(lián)技術(shù)。它不需要逆變器間的互聯(lián)信號(hào)線，只需要采集各逆變器的輸出、依賴其內(nèi)部控制策略，即可實(shí)現(xiàn)并聯(lián)多逆變器的同步、均流運(yùn)行。相比其他控制方式而言，下垂控制可使得系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能冗余、安裝維修快捷、系統(tǒng)擴(kuò)容方便、成本低、并聯(lián)運(yùn)行更加可靠。在相同功率等級(jí)微源逆變器對(duì)等控制尤其是相同額定容量UPS并聯(lián)控制中獲得了廣泛應(yīng)用，并有多種基于功率下垂法的多環(huán)反饋控制器設(shè)計(jì)，可在實(shí)現(xiàn)功率均分的同時(shí)改善逆變質(zhì)量。由于并聯(lián)逆變器設(shè)計(jì)參數(shù)、連線阻抗以及閉環(huán)控制器參數(shù)差異，并聯(lián)運(yùn)行的微源間等效線路阻抗各不相同，即使輸出電壓幅值和相位完全相同，按照傳統(tǒng)的功率下垂控制法也難以實(shí)現(xiàn)功率精確均分和環(huán)流抑制，魯棒性能較差［1-3］。

本文在分析并聯(lián)系統(tǒng)功率分配機(jī)理基礎(chǔ)上，提出不同功率等級(jí)逆變器實(shí)現(xiàn)按比例分配負(fù)荷有功和無(wú)功功率的條件；以等效輸出阻抗呈感性為例，具體分析了輸出阻抗影響功率分配精度的原因及傳統(tǒng)下垂控制法的缺陷；提出了一種基于Q-下垂控制和電壓恢復(fù)機(jī)制相結(jié)合的功率魯棒控制方法，并針對(duì)一種電壓電流雙環(huán)控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。仿真和實(shí)驗(yàn)證明了所提改進(jìn)功率下垂控制方法的有效性。最后介紹了下垂系數(shù)的影響并對(duì)控制系統(tǒng)在狀態(tài)空間動(dòng)態(tài)模型下的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。

1　多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)功率分析

1.1系統(tǒng)功率分配機(jī)理

以2臺(tái)逆變器并聯(lián)為例，圖1為微電網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖，其中含有2個(gè)分布式電源，使用電壓源型逆變器，E1、E2、U分別為微源1逆變器空載輸出電壓、微源2逆變器空載輸出電壓、交流并聯(lián)母線電壓，微源逆變器1、逆變器2的輸出阻抗和連線阻抗之和等效表示為Zn=|Zn|∠θZn=Rn+jXn（n=1，2），其中θ1、θ2分別為微源1、微源2的輸出電壓相位，θZ1、θZ2為等效阻抗角，Zl為負(fù)載值。與圖1相對(duì)應(yīng)的等值模型如圖2所示［4］。

圖1　含有2個(gè)分布式電源的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1　Structure of a micro-grid with two distributed generations

圖2　并聯(lián)系統(tǒng)等效模型Fig.2　Equivalent model for paralleled micro-sources

由圖2所示關(guān)系，可得逆變型微源輸出功率分別為：

低壓微網(wǎng)線路阻抗一般呈阻性，但是微網(wǎng)中分布式電源接口一般配置LC或LCL濾波器，且部分微源需要變壓器進(jìn)行升壓，濾波器和變壓器的使用使得分布式電源的等效輸出阻抗呈感性，另外微網(wǎng)中還可能存在其他旋轉(zhuǎn)電機(jī)直接接口的微源，逆變器接口的微源采用P-f、Q-E型的下垂控制策略有助于更好地與旋轉(zhuǎn)電機(jī)接口的微源實(shí)現(xiàn)負(fù)荷功率共享，以等效輸出阻抗呈感性為例進(jìn)行分析［3，5］。

實(shí)際中θn很小，可近似認(rèn)為sinθn=θn，cosθn= 1。當(dāng)Xn遠(yuǎn)大于Rn時(shí)，式（1）可寫為

式中：帶下標(biāo)n的變量為第n個(gè)DG對(duì)應(yīng)的各參數(shù)，mn、nn分別為有功/頻率（P-f）下垂系數(shù)和無(wú)功/電壓（Q-E）下垂系數(shù)；f0n、E0n分別為額定頻率和額定電壓；P0n、Q0n分別為額定有功功率和無(wú)功功率；f0、E0分別為空載頻率和空載電壓；f*n、E*n分別為下垂調(diào)節(jié)的頻率指令和電壓指令，式（3）對(duì)應(yīng)的下垂曲線如圖3所示。從圖中可知，各逆變電源通過調(diào)整各自輸出電壓的頻率和幅值，使其降低到一個(gè)新的穩(wěn)定工作點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)輸出功率的合理分配。如果逆變電源的下垂斜率相等，則在穩(wěn)定后各逆變電源的輸出功率相等；如果下垂斜率不相等，則斜率大的承擔(dān)功率小，斜率小的承擔(dān)功率大。顯然，通過這種人為的下垂控制可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載功率的自動(dòng)可調(diào)，但卻犧牲了系統(tǒng)輸出電壓幅值和頻率的穩(wěn)態(tài)指標(biāo)。雖然這個(gè)下垂系數(shù)（斜率）在理論上可以控制得任意小，但在實(shí)際應(yīng)用中由于受到硬件誤差以及控制精確度的影響，往往不得不取一個(gè)折衷的值［6-8］。

圖3　兩DG的下垂曲線Fig.3　Droop curve of two DG

1.2等效輸出阻抗差異對(duì)功率分配的影響

由式（2）、式（3）可得如圖4所示的P-f/Q-E控制圖。

圖4　P-f/Q-E控制框圖Fig.4　P-f/Q-E control principle

由圖4可得逆變器的有功功率和無(wú)功功率表達(dá)式為

分析上式可得，因積分項(xiàng)的存在，穩(wěn)態(tài)時(shí)逆變器輸出的有功功率與等效連接阻抗Xn無(wú)關(guān)，即使各逆變器等效線路阻抗各不相同，通過下垂控制機(jī)制，并聯(lián)運(yùn)行的逆變器輸出的有功功率仍能實(shí)現(xiàn)精確功率分配；穩(wěn)態(tài)時(shí)無(wú)功功率輸出則與等效連接阻抗相關(guān)，因其傳遞函數(shù)在整個(gè)頻帶范圍內(nèi)的增益都包括Xn，所以逆變器輸出的無(wú)功功率隨著等效線路阻抗的變化而變化，并且易受諧波注入的影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率按比例k分配，這種功率分配策略魯棒性較差，難以實(shí)現(xiàn)精確的無(wú)功功率分配［7-11］。

2　基于Q-?的改進(jìn)下垂控制法

為了改善因各DG等效輸出線路阻抗的不同對(duì)電源間功率分配造成的影響，介紹了逆變型微源輸出有功功率與頻率、輸出無(wú)功功率與電壓之間的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上提出了基于改進(jìn)的下垂控制法和電壓恢復(fù)機(jī)制，該恢復(fù)機(jī)制的目的是使得穩(wěn)態(tài)時(shí)的值為0，最終逆變電源的輸出電壓維持恒定。改進(jìn)的下垂控制法如式（5）所示，其中為逆變電源輸出電壓En隨時(shí)間的變化率，E0n為 En的標(biāo)稱值，為的標(biāo)稱值，取值為0V/s，Q0n為標(biāo)稱電壓對(duì)應(yīng)的無(wú)功功率［12］。

圖5　Q-下垂調(diào)節(jié)示意Fig.5　Q-droop regulation diagram

從以上的分析可知，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)DG1與DG2具有相同的，則由式（5）可得

各微源輸出無(wú)功功率則應(yīng)滿足關(guān)系式：

由上式可知，微源逆變器輸出的無(wú)功功率分配與其無(wú)功容量成比例關(guān)系。

Kres為恢復(fù)機(jī)制的增益，QRn為額定無(wú)功容量，需滿足

圖6　電壓恢復(fù)機(jī)制示意Fig.6　voltage restoration mechanism

圖7　改進(jìn)的Q-下垂控制器及整體控制框圖Fig.7　Proposed droop controller and the overall control block diagram of DG

3　下垂系數(shù)的影響及狀態(tài)空間動(dòng)態(tài)模型下的穩(wěn)定性分析

3.1下垂系數(shù)的影響

從式（13）可以看出，逆變器輸出電壓幅值增量ΔEn由經(jīng)低通濾波后的無(wú)功功率Qn和Q0n（0）的差值來(lái)決定，直流側(cè)增益最終決定電壓幅值增量ΔEn的穩(wěn)態(tài)值，時(shí)間常數(shù)τ和恢復(fù)機(jī)制可表示為［17］

由式（12）～式（14）可知，為避免無(wú)功功率分配的不合理性，在無(wú)功功率輸出條件相同的條件下，下垂控制需要通過減小恢復(fù)增益Kres來(lái)產(chǎn)生更大的電壓幅值差。從式（13）可看出，恢復(fù)增益Kres越小，直流側(cè)增益越大，同時(shí)導(dǎo)致恢復(fù)時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于下垂控制時(shí)間常數(shù)。然而，減小Kres將導(dǎo)致線電壓幅值與標(biāo)稱電壓幅值偏差加大，因此，在選擇Kres時(shí)需要同時(shí)考慮無(wú)功功率分配性能與電壓幅值偏差。圖8說明了式（13）的關(guān)系，其中，ΔEn，max表示電壓幅值偏差最大值，通常設(shè)置為標(biāo)么值的0.05倍，灰色部分表示DGs的可能運(yùn)行區(qū)域，表示H（s）·Qn（s）和ΔEn（s）之間的等值線性關(guān)系。因無(wú)功功率初始設(shè)定值Q0n（0）已經(jīng)確定，所以Kres應(yīng)滿足不等式：

圖8　式（13）的關(guān)系Fig.8　Relationships of（13）

式中，QRn+|Q0n（0）|表示無(wú)功功率輸出Qn與初始設(shè)定值Q0n（0）偏差的最大值，由式（15）可知，選擇適當(dāng)?shù)幕謴?fù)系數(shù)Kres可以改善無(wú)功功率的分配性能但不超過電壓幅值偏差的極限。應(yīng)該指出，式（13）表明下垂控制的穩(wěn)態(tài)特性與傳統(tǒng)下垂控制的穩(wěn)態(tài)特性相似。然而，改進(jìn)下垂控制具有大但沒有不穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)傳統(tǒng)下垂控制的下垂斜率太大將變得不穩(wěn)定。

3.2狀態(tài)空間動(dòng)態(tài)模型及穩(wěn)定性分析

傳統(tǒng)下垂控制P-f，Q-E系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型已有很多文獻(xiàn)做過研究，本節(jié)將介紹改進(jìn)下垂控制P-f，的小信號(hào)狀態(tài)空間模型。由圖7中的控制器及圖11中的電路圖可得P-f，控制及微源逆變器功率流動(dòng)為：

式中，ωcom表示系統(tǒng)的公共參考頻率，δn表示DGn在系統(tǒng)公共參考坐標(biāo)系下的相角。假如DGs的電壓控制環(huán)和電流控制環(huán)具有比下垂控制更快的動(dòng)態(tài)特性，那么在動(dòng)態(tài)模型中它可以用一個(gè)電壓源來(lái)表示［18］。

由線路阻抗可得動(dòng)態(tài)模型：

負(fù)載阻抗動(dòng)態(tài)模型可表示為

由文獻(xiàn)［21］的建模方法并聯(lián)立式（16）～式（18）可得系統(tǒng)的整體動(dòng)態(tài)模型為：

下標(biāo)qd和QD表示變量是否定義在DGn參考坐標(biāo)系還是系統(tǒng)公共參考坐標(biāo)系。

3.2.1動(dòng)態(tài)模型的根軌跡

通過分析根軌跡圖可以幫助更好地理解主要控制變量如何影響改進(jìn)下垂控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，以第4節(jié)中的工況2為例，系統(tǒng)平衡點(diǎn)如表1所示，相應(yīng)的特征值如表2所示。圖9顯示了主要控制參數(shù)變化時(shí)的根軌跡圖，由于與ΔEn之間的積分器和Δδn的線性相關(guān)性，狀態(tài)矩陣ASystem為奇異矩陣，且具有零特征值λ1，λ2，λ3。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性由非零特征值決定，在這些非零特征值中，λ4，λ6通常受下垂斜率nn和恢復(fù)增益Kres的影響，λ5強(qiáng)烈依賴P-f下垂斜率mn，λ7，λ8，λ9，λ10受低通濾波器截止頻率 ωf的影響，λ11，λ12，λ13，λ14，λ15，λ16與線路阻抗和負(fù)載阻抗相關(guān)［17，19］。

表1　動(dòng)態(tài)分析參數(shù)（平衡點(diǎn)）Table 1　Parameters for the dynamic analysis

表2　動(dòng)態(tài)分析參數(shù)（相應(yīng)特征值）Table 2　Parameters for the dynamic analysis （Corresponding Eigenvalue）

圖9（b）顯示了P-f下垂斜率mn從-1×10-5Hz/W變化到-2×10-3Hz/W的根軌跡。當(dāng)mn變陡時(shí)，特征值λ5沿著實(shí)軸向左移，最終變?yōu)閺?fù)數(shù)，與λ7互為共軛。下垂斜率mn越陡，P-f的動(dòng)態(tài)響應(yīng)越快，其與低通濾波器在控制中的相互作用越明顯。圖9（c）顯示了低通濾波器截止頻率ωf從0.157rad/s變化到47.12rad/s的根軌跡，特征值λ7，λ8，λ9，λ10受低通濾波器截止頻率ωf的影響。從這四個(gè)特征值的根軌跡可以看出，大的截止頻率ωf使得低通濾波器與下垂控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)保持足夠的間隔，這將導(dǎo)致實(shí)數(shù)特征值出現(xiàn)，在時(shí)域響應(yīng)中振蕩減弱。圖9（d）顯示了恢復(fù)增益Kres從0.023 1/V變化到3.51 1/V的根軌跡，Kres的變化也受下垂控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響，特征值λ4，λ6隨著Kres的變化而改變。λ13，λ14，λ15，λ16遠(yuǎn)離虛軸左側(cè)，所以未顯示在圖9中［16-18］。

圖9　改進(jìn)下垂系數(shù)變化時(shí)的根軌跡圖Fig.9　Root locus diagrams with variations of the proposed droop control coefficients

3.2.2與P-f，Q-E下垂控制系統(tǒng)的比較

圖10　當(dāng)-1.5×10-1≤nn≤-0.5×10-3時(shí)傳統(tǒng)下垂控制根軌跡圖Fig.10　Root locus diagram of conventional droop controlled system with variations of Q-E droop control coefficients:-1.5×10-1≤nn≤-0.5×10-3

4　仿真和實(shí)驗(yàn)分析

以兩臺(tái)逆變電源并聯(lián)運(yùn)行為例，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖11所示。兩逆變電源有功功率控制始終采用傳統(tǒng)的P-f下垂控制，對(duì)無(wú)功功率采用傳統(tǒng)的Q-E下垂控制與本文提出的下垂控制的仿真結(jié)果進(jìn)行比較分析。在進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，使光伏電池發(fā)出的功率能夠滿足負(fù)荷需求。

圖11　并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.11　Structure diagram of parallel operation system

光伏電池經(jīng)升壓電路升高電壓，使DG直流側(cè)電壓為800V，系統(tǒng)額定相電壓為220 V，線電壓為380V；為減少逆變器輸出電壓電流的開關(guān)紋波，濾波電感L1=L2=5mH，濾波電容C1=C2=12 μF。

表3　下垂控制參數(shù)Table 3　Droop control parameter

工況1：兩逆變電源的容量相同、線路阻抗相匹配

假設(shè)線路阻抗相同，設(shè)線路阻抗ZL1=ZL2= 0.002+j0.57Ω，兩逆變電源的容量也相同。t= 0～2 s時(shí)無(wú)功功率采用傳統(tǒng)的Q-E下垂控制，t= 2～6 s采用下垂控制，仿真結(jié)果如圖12所示，兩電源的輸出均相同。由仿真結(jié)果可知，不管采用哪種控制方法，在線路阻抗相匹配的情況下，兩電源輸出的各電氣量都相等，兩電源輸出的有功功率和無(wú)功功率達(dá)到一致。

工況2：兩逆變電源的容量相同、線路阻抗不相匹配

假設(shè)線路阻抗不相同，設(shè)ZL1=0Ω，ZL2=0.002 +j0.57Ω，兩逆變電源的容量相同。t=0～2 s時(shí)無(wú)功功率采用傳統(tǒng)的Q-E下垂控制，t=2～6 s采用下垂控制，仿真結(jié)果如圖13所示。由仿真結(jié)果可知，在線路阻抗不相匹配的情況下，有功功率始終能均衡分配；采用傳統(tǒng)的Q-E下垂控制時(shí)，兩電源輸出無(wú)功功率差別很大，分配嚴(yán)重不均，但在采用下垂控制后，無(wú)功功率分配得到了很好地改善。

圖12　工況1的仿真結(jié)果Fig.12　Simulation result of case 1

圖13　工況2的仿真結(jié)果Fig.13　Simulation result of case 2

工況3：兩逆變電源的容量不同、線路阻抗不匹配

假設(shè)兩逆變電源的容量不同，線路阻抗不相同，設(shè)ZL1=0Ω，ZL2=0.002+j0.57Ω。t=0～2 s時(shí)無(wú)功功率采用傳統(tǒng)的Q-E下垂控制，t=2～6 s采用下垂控制，仿真結(jié)果如圖14所示。由仿真結(jié)果可知，在線路阻抗不相匹配的情況下，有功功率依據(jù)電源的容量成比例地均衡分配；采用傳統(tǒng)的Q-E下垂控制時(shí)，無(wú)功功率分配很不合理，采用下垂控制時(shí)，能夠較好地改善無(wú)功功率的分配。

圖14　工況3的仿真結(jié)果Fig.14　Simulation result of case 3

由以上仿真結(jié)果可知：在線路阻抗不匹配，采用傳統(tǒng)的下垂控制，有功功率能按照其容量成比例地均衡分配，但無(wú)功功率分配不合理；采用改進(jìn)的下垂控制，即Q-下垂控制與恢復(fù)機(jī)制相結(jié)合的方法，能很好地改善多個(gè)DG間的無(wú)功功率分配，有功功率也能按照其容量成比例地均衡分配；各DG能很好地響應(yīng)負(fù)荷的變化，保證功率較合理地輸出；DG直流側(cè)電壓變化時(shí)，交流側(cè)仍能維持穩(wěn)定輸出，保證對(duì)負(fù)荷的穩(wěn)定供電。

利用DSK28335-I開發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)兩臺(tái)全橋逆變器，容量為9kW和3kW（容量比為3∶1），輸出電感均為1.5 mH，電容7 μF，模擬線路阻抗為ZL1= 0.000 5+j0.16Ω，ZL2=0.002+j0.57Ω，負(fù)荷功率為2 kW、0.3 kVar。

圖15　實(shí)驗(yàn)波形Fig.15　Experimental waveforms

測(cè)試功率均分效果如圖15所示，圖15（a）為采用傳統(tǒng)下垂控制法獲得的單相實(shí)驗(yàn)波形和數(shù)據(jù)，可見有功功率近似可按照3：1的比例分配，由于未采改進(jìn)的下垂控制與恢復(fù)機(jī)制，無(wú)功功率不能按照比例分配。圖15（b）為采用本文設(shè)計(jì)的改進(jìn)功率下垂控制后獲得的單相實(shí)驗(yàn)波形和數(shù)據(jù)，可見在等效輸出阻抗不成比例條件下有功功率和無(wú)功功率均近似可按3∶1的比例分配，如果再近似保證等效輸出阻抗成比例，則可具備環(huán)流抑制能力，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提控制方法的正確性。

5　結(jié)論

微網(wǎng)中存在多個(gè)分布式微電源，他們通過逆變器接口向用戶提供電能，在對(duì)等控制模式下，各微電源采用P-f和Q-E下垂控制實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行，自主調(diào)節(jié)各自的輸出功率，無(wú)須通信。但在該傳統(tǒng)下垂控制策略下，當(dāng)微電源的傳輸線路阻抗不相匹配，難以實(shí)現(xiàn)各電源無(wú)功功率輸出的合理分配。本文針對(duì)該問題，提出了下垂控制與恢復(fù)機(jī)制相結(jié)合的功率魯棒控制方法。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該方法能夠較好地改善各微電源的無(wú)功功率輸出，同時(shí)有功功率也能按照其容量成比例的均衡分配；各微電源能很好的響應(yīng)負(fù)荷的變化；微電源直流側(cè)電壓變化時(shí)，交流側(cè)仍能維持穩(wěn)定輸出。但該方法在改善無(wú)功功率分配的同時(shí)也使輸出電壓有所波動(dòng)，在允許的范圍內(nèi)。

此外，本章闡述了下垂系數(shù)對(duì)DGs無(wú)功功率暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生的影響。為確定下垂控制器及系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還給出了相應(yīng)的狀態(tài)空間小信號(hào)模型，在此模型基礎(chǔ)上，得到了不同下垂系數(shù)情況下的根軌跡圖并分析了所設(shè)計(jì)下垂控制器的動(dòng)態(tài)性能。最后對(duì)兩種下垂控制的根軌跡圖進(jìn)行了比較并分析了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

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（編輯：劉素菊）

New control strategy on paralleled operation of distributed generation

YI Gui-ping1， LIU Yue2， HU Ren-jie3
（1.College of Electrical and Automatic Engineering，Changshu Institute of Technology，Changshu 215500，China；2.College of Information Engineering，Kaifeng University，Kaifeng 475004，China；3.School of Electrical Engineering，Southeast University，Nanjing 210096，China）

On the basis of analysis on paralleled micro-grid multi-inverters power distribution mechanism，the variation of active power and reactive power circulation between inverters with different power levels was proposed and a specific analysis on the impact mechanism of equivalent line impedance to power distribution and limitations of traditional droop control are given.An improveddroop control method withrestoration mechanism was proposed to improve reactive power sharing.Its operation principle and control method were explained and analyzed.Simulation and experimental results show the improved drooping controller makes the paralleled multi-inverters sharing the load power by the ratio of rated capacity accurately.

paralleled inverters；restoration mechanism；improved power drooping control；power distribution；proportional load sharing

10.15938/j.emc.2016.03.017

TM 712

A

1007-449X（2016）03-0109-10

2014-07-17

江蘇省科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目（BE2013737）

易桂平（1981—），男，博士，講師，研究方向?yàn)殡娏﹄娮蛹夹g(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用、微網(wǎng)電能質(zhì)量；劉悅（1977—），男，講師，研究方向?yàn)槟Ｊ阶R(shí)別、算法優(yōu)化等。

易桂平