构网型逆变器控制/下垂控制

1、背景

逆变器可分为跟网型逆变器和构网型逆变器。跟网逆变器为电流源型逆变器，通过锁相环进行并网，将能量馈入电网；而构网型逆变器则可以则可以作为局部微网的电压源，其为电压型逆变器。构网型逆变器通过模拟同步发电机的发电方式形成稳定的电压及频率。典型的控制方式为下垂控制和虚拟同步发电机控制。

2、下垂控制原理

其中下垂控制实现简单有效：

下垂控制通过模拟发电机一次调频曲线对输出电压及频率进行控制，在控制上采用PQ解耦（高压线路呈感性，忽略电阻，故可PQ解耦），因此采用有功-频率，无功-电压的控制方式生成逆变器的参考电压

3、下垂控制仿真

基于下垂控制搭建了两台逆变器并联运行的simulink仿真模型，0.13s锁相并联，0.4s加入负载。控制逻辑为首先通过SOGI测量单相输出的无功功率和有功功率，通过下垂控制生成参考电压，再通过电压电流双闭环控制将控制信号送入单极性SPWM模块生成开关管的控制信号，其中电压外环采用pi控制，电流内环采用比例控制以加快响应速度。为解决无功难以均分的问题，可加入虚拟阻抗进行改善，负载为阻感负载，仿真结果如下：

由仿真结果可知，有功功率和无功功率可以实现较好地均分，电压实现同步并联。 最后，关于虚拟同步发电机控制，其实本质上是一种进阶版的下垂控制，加入了阻尼和转子运动方程使其具有更好的惯性支撑，面临扰动时会更加稳定。

作者：Aspen_77