微电网并联逆变器控制技术研究.docx

微电网并联逆变器控制技术研究
随着能源的发展和利用，人们对电力需求的不断增加，传统的中心化发电、分配方式已经面临着许多问题，包括能源浪费、配电损耗和电力安全等问题，微电网兴起则有效地解决了这些问题。微电网作为一个相对于更大的电网而言的小电网系统，由一个或多个电源、负载和储能单元组成，可以在一个独立的区域内进行分布式电力的供应、管理与控制。而其中逆变器则是微电网系统中不可或缺的关键元器件之一。
控制技术在微电网并联逆变器系统中具有重要的作用，是实现系统稳定运行的核心。微电网并联逆变器控制技术的研究对于实现系统安全、稳定、优化的运行具有重要的实际意义。因此，本文将就微电网并联逆变器控制技术进行探讨，主要内容包括系统特点、控制模式、控制策略、控制算法等方面，以期加深对微电网并联逆变器控制技术的理解和应用。
一、微电网并联逆变器系统特点
微电网并联逆变器系统是由多个逆变器进行并联构成的系统，常用于小型微电网系统中。微电网的主要特点为：多能源混合、分布式发电、智能管理，其与传统的大型电力系统不同之处主要集中在以下三个方面：
(1)多能源混合：传统电力系统含能源相对单一，而微电网系统则可能包含多种能源，如太阳能、风能、燃气等，因此需要逆变器对多种能源进行管理。
(2)分布式发电：逆变器在微电网中是一种分布式的发电装置，用于供电、保护和控制微电网中的负载。
(3)智能管理：微电网的智能管理基于计算机控制、网络技术、智能交互等技术，通过对与微电网系统相关的数据进行收集、管理和分析，帮助对微电网系统进行智能管理，具有较高的灵活性和智能化。
二、微电网并联逆变器控制模式
微电网并联逆变器控制模式主要有三种：同步控制、并联控制和虚拟同步控制。
(1)同步控制
同步控制是指微电网中多个逆变器之间采用主从方式同步控制，将一个逆变器设定为主控制器，将其他逆变器作为从控制器接入主控制器，在主控制器的控制下同步运行。同步控制模式的优点在于方便调节控制参数，便于实现设备驱动器同步运行，适用于数据同步或大型仪器的控制系统，但其劣势在于容易出现单点故障。
(2)并联控制
并联控制是指微电网中多个逆变器之间进行并联运行，保持电压/频率的匹配，在工作过程中可以平均负载，实现并联在线热备。并联控制的优点在于逆变器之间的相互独立，不易出现单点故障，但并联控制使用多个逆变器时，会出现负载不均、功率分配不合理等问题。
(3)虚拟同步控制
虚拟同步控制是指在不考虑电网电压和频率情况下，通过预测微电网中的负载变化以及环境和本地电力资源的变化，来协调微电网中逆变器各自的控制策略。虚拟同步控制主要应用于独立于公共电网的微电网中，它可以提高微电网内能量资源的利用率，有效地降低微电网的成本。
三、微电网并联逆变器控制策略
针对微电网并联逆变器系统，常用的控制策略包括时间均衡控制、功率分配控制和电压控制。
(1)时间均衡控制
时间均衡控制即将微电网控制器所连接的逆变器电源交替地开关，均分负载电流，达到电流的平衡。该控制策略简单、易于实现，但是系统稳定性不高，当系统中出现故障时，系统可能会宕机。
(2)功率分配控制
功率分配控制即将微电网控制器所连接的逆变器功率分配，通过统一控制，使微电网中的负载分布趋于均衡。该控制策略适用于低功率的微电网应用，但当微电网功率较大时，系统的精准调整难度较大。
(3)电压控制
电压控制是指通过调整逆变器输出电压，使微电网中各个逆变器运行在同一电压等级下。该控制策略可以最大限度地保证微电网中各个逆变器之间的负载均衡，并同时优化电压波动。
四、微电网并联逆变器控制算法
为保证微电网系统的高效、稳定、安全的运行，需要对并联逆变器进行控制算法的设计与研究。微电网并联逆变器控制算法主要有PID控制算法、模糊控制算法、变频电源控制算法、小波神经网络控制算法等。
(1)PID控制算法
PID控制算法主要适用于工业、自动控制等领域，可对逆变器输出进行更加精确的控制。在微电网并联逆变器控制中，PID控制算法能够实现微电网中各个逆变器之间的控制，可有效地解决逆变器系统实时控制、快速响应等问题。
(2)模糊控制算法
模糊控制算法是一种基于计算机模拟人的思考过程，对微电网并联逆变器系统来说，能够实现逆变器系统的自适应控制，解决了系统中各个设备间可能出现的电流不稳定、负载不均等问题。
(3)变频电源控制算法
变频电源控制算法基于电力电子技术，在微电网并联逆变器系统中较为常见，由于采用了高频开关技术，可以实现高效率电源控制，但具有系统复杂度高等缺点。
(4)小波神经网络控制算法
小波神经网络控制算法结合了小波分析技术和神经网络技术，该算法较为先进，能够实现对系统精准度高的控制。
综上所述，微电网并联逆变器控制技术研究是目前学术界和工业界的热点之一。针对微电网的特点，采用不同的控制模式和控