【《线路阻抗与逆变器容量不匹配下VSG并联控制Matlab系统仿真分析案例》2700字】

线路阻抗与逆变器容量不匹配下VSG并联控制Matlab系统仿真分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u10967线路阻抗与逆变器容量不匹配下VSG并联控制Matlab系统仿真分析案例 1189671.1VSG控制并联系统运行仿真模型 1166061.2线路阻抗不匹配并联系统运行仿真 224021.3负荷突变并联系统运行仿真 5271321.4小结 8搭建两台和三台VSG并联控制Matlab/Simulink系统模型，设置线路阻抗与逆变器容量不匹配时，在相同容量、不同容量、负荷突变的工况下，对自适应虚拟阻抗控制策略进行仿真研究。VSG控制并联系统运行仿真模型搭建并联系统仿真模型，为了简化分析，两台分布式微源用直流源代替。该模型由两台微电源、本地负载和可变负载组成，系统整体仿真模型如图5-1所示。图5-1两台VSG并联系统仿真模型线路阻抗不匹配并联系统运行仿真对在两台逆变器并联系统中，当线路阻抗不匹配时，逆变器在相同容量和不同容量下输出功率分配情况进行仿真研究。首先对逆变器相同容量下线路阻抗不匹配时输出功率分配情况进行仿真研究。仿真参数为：DG1和DG2的容量，线路电阻分别为，，线路电抗分别为，，虚拟负电阻分别为，，虚拟电抗为，，有功下垂系数，无功下垂系数，转动惯量，阻尼系数，无功积分系数。分别采用虚拟复阻抗控制和自适应虚拟阻抗控制时两台DG输出的有功功率和无功功率如图5-2和图5-3所示。(a)虚拟复阻抗控制(b)自适应虚拟阻抗控制图5-2虚拟复阻抗控制和自适应虚拟阻抗控制DG输出有功功率由图5-2可以看出，DG相同容量下，线路阻抗不匹配时，采用虚拟复阻抗控制和自适应虚拟阻抗控制时DG1和DG2输出的有功功率都为4.5kW，输出的有功功率可按照逆变器容量比进行分配。以上数据分析可知，采用自适应虚拟阻抗控制时DG输出有功功率能够合理分配，实现了对有功功率的精确控制。由图5-3可以看出，采用虚拟复阻抗控制时，DG1和DG2输出的无功功率之比，采用自适应虚拟阻抗控制时，DG1和DG2输出的无功功率之比。根据上述数据分析可知，自适应改进虚拟阻抗控制下DG输出无功功率的分配精度提高。(a)虚拟复阻抗控制(b)自适应虚拟阻抗控制图5-3虚拟复阻抗控制和自适应虚拟阻抗控制DG输出无功功率对DG不同容量下线路阻抗不匹配时输出功率分配情况进行仿真研究。仿真参数为：DG容量分别为，，线路电阻为，线路电抗为，虚拟负电阻分别为，虚拟电感为，，有功下垂系数，，无功下垂系数，，转动惯量，，阻尼系数，，无功积分系数。分别采用虚拟复阻抗控制和自适应虚拟阻抗控制时两台DG输出的有功功率和无功功率如图5-4和图5-5所示。(a)虚拟复阻抗控制(b)自适应虚拟阻抗控制图5-4虚拟复阻抗控制和自适应虚拟阻抗控制DG输出有功功率由图5-4可看出，DG采用虚拟复阻抗控制和自适应虚拟阻抗控制时，DG1输出有功功率均为，DG2输出的有功功率均为，由上述数据分析可知，两种控制方式DG输出的有功功率均能按照DG容量比实现合理分配，说明了不同容量工况下DG采用自适应虚拟阻抗控制实现了对有功功率的精确控制。(a)虚拟复阻抗控制(b)自适应虚拟阻抗控制图5-5虚拟复阻抗控制和自适应虚拟阻抗控制DG输出无功功率由图5-5可知，采用虚拟复阻抗控制时，DG1和DG2输出的无功功率之比，采用自适应虚拟阻抗控制时，DG1和DG2输出的无功功率之比。由上述数据分析可知，不同容量下DG采用自适应虚拟阻抗控制时输出无功功率分配精度提高。(a)虚拟复阻抗控制(b)自适应虚拟阻抗控制图5-6虚拟复阻抗控制和自适应虚拟阻抗控制母线电压图5-6为采用虚拟复阻抗控制和自适应虚拟阻抗控制母线电压情况。由图可知，采用虚拟复阻抗控制时，母线电压为，采用自适应虚拟阻抗控制时母线电压为，由以上数据分析可知采用自适应虚拟阻抗控制母线电压具有较小的电压降落。对比图5-5和图5-6可以看出改进控制策略缓解了虚拟复阻抗控制时输出无功功率分配精度和公共母线电压电能质量的矛盾关系。负荷突变并联系统运行仿真本小节以三台逆变器并联并设置负荷突变工况对改进的虚拟复阻抗控制作进一步的仿真研究。搭建三台DG并联仿真模型，该模型中由三台微电源、本地负载和可变负载组成，并联系统仿真模型如5-7所示。图5-7三台VSG并联系统仿真模型分别对DG相同容量和不同容量下线路阻抗不匹配时输出功率分配情况进行仿真研究。首先对相同容量的DG进行仿真研究，仿真参数为：DG容量分别为，传输线路电阻分别为，，，线路电抗分别为，，，虚拟负电阻分别为，，，，有功下垂系数，无功下垂系数，转动惯量，阻尼系数，无功积分系数。采用两种控制策略DG输出功率分配情况如图5-8和图5-9所示。由图5-8(b)和图5-9(b)可知，在负荷突变前，采用虚拟复阻抗控制时，三台逆变器的输出无功功率之比，采用自适应虚拟阻抗控制时，输出无功功率之比为；在负荷突变后，分别采用虚拟复阻抗控制和自适应虚拟阻抗控制时，三台逆变器输出的无功功率之比分别为和；由图5-8(a)和图5-9(a)分析可知，两种控制下有功功率均能保持合理分配。由上述数据分析看出采用自适应虚拟阻抗控制后，无功功率分配精度提高。(a)DG输出有功功率(b)DG输出无功功率图5-8虚拟复阻抗控制DG输出功率(a)DG输出有功功率(b)DG输出无功功率图5-9自适应虚拟阻抗控制DG输出功率对DG不同容量线路阻抗不匹配时输出功率分配情况进行仿真研究。仿真参数为：DG容量分别为，，，线路电阻分别为，，，线路电抗分别为，，，虚拟负电阻分别为，，，，，无功积分系数。DG容量分别与有功下垂系数、转动惯量、阻尼系数与成正比，与无功下垂系数成反比。采用两种控制策略DG输出功率分配情况如图5-10和图5-11所示。由图5-10(a)和图5-11(a)分析可知，不管是采用虚拟复阻抗控制还是自适应的虚拟阻抗控制，三台DG输出有功功率均能实现3:2:1分配；在负荷突变时，负荷依然能按照准确分配有功负荷。由图5-10(b)和图5-11(b)分析可知，负荷突变前，采用虚拟复阻抗控制时，输出无功之比，采用自适应虚拟复阻抗控制时，输出无功功率之比；负荷突变时，采用虚拟复阻抗和自适应虚拟阻抗输出无功功率之比分别为和。上述数据分析看出采用自适应虚拟阻抗控制后，DG输出无功功率分配精度提高。(a)DG输出有功功率(b)DG输出无功功率图5-10虚拟复阻抗控制DG输出功率(a)DG输出有功功率(b)DG输出无功功率图5-11自适应虚拟阻抗控制DG输出功率图5-12为三台逆变器并联运行采用两种控制策略时的母线电压仿真结果。在负荷突变前，采用虚拟阻抗控制和自适应虚拟阻抗控制时电压母线值分别为和；负荷突变时，采用两种控制策略母线电压值分别为和。由上述数据分析可知，自适应虚拟阻抗控制时母线电压降落较小，改善了并网电压电能质量。(a)虚拟复阻抗控制(b)自适应虚拟阻抗控制图5-12虚拟复阻抗控制和自适应虚拟阻抗控制母线电压小结搭建了二台和三台逆变器并联模型，当线路