并网逆变器学习笔记7---下垂控制MATLAB仿真

参考文献：基于复合型虚拟阻抗与自适应下垂控制的并联逆变器功率均分策略---施家博

一、下垂控制原理

在逆变器并联系统容易发生输出功率分配不均的问题，不均匀分配会导致系统环流的增加，对逆变器以及负载造成严重影响，所以并联逆变器的稳定运行和精确的功率分配尤为重要。

最常用方法是下垂控制，原理是通过对输出电压的频率与幅值进行控制，进而对有功和无功进行分配，该方法不需要逆变器之间互相通讯，系统扩容方便。

研究方向集中在虚拟阻抗设计，包括虚拟电感控制和虚拟负电阻控制。

二、并联逆变器功率分配

2.1 传统下垂控制下的功率分析

逆变器的有功功率与无功功率分别为下式：

由上述两式可知有功和无功功率分别于逆变器的输出相角（等效为角频率或频率）和电压幅值有关。即传统下垂控制的表达式：

2.2 无功功率不均分原因分析

两台逆变器阻抗不同，输出电压经过线路阻抗减少的电压值不同，若使得负载处电压仍为额定值，则该逆变器的输出电压增大，根据下垂控制原理，该逆变器的输出无功功率应减小，导致两个并联的逆变器输出无功功率不同并产生系统环流。

通常有功控制回路存在积分项，对频率的给定可以实现无静差跟踪，因此f1=f2，p1=p2.

三、基于虚拟阻抗的改进下垂控制法

3.1 改进虚拟阻抗

目标是线路阻抗的阻性成分抵消，实现阻抗为纯感性。

根据实际线路的感抗不同，施加不同的虚拟感抗值，最终使X1=X2；

3.2 改进下垂控制法

为进一步提高动态响应和无功功率均分精度，对常规下垂控制进行改进，如下：

四、MATLAB仿真

本仿真为传统下垂控制仿真，实现了两机功率均分。

功率计算模块

下垂控制模块

电压电流双环控制模块

仿真波形：

通道1：两机输出有功，通道2：两机输出无功；通道3：输出总电流；通道4：输出总电压