逆变器的下垂控制
(完整版)逆变器的下垂控制
下垂控制的原理是什么。
？下垂控制是并网逆变器的常用控制原理，但是具体下垂控制的深层原理和物理含义是什么啊？查到的几乎所有的文献对此都是基于下垂控制XXXX、仿照同步发电机下垂特性XXXX，却没有一个真正说清楚仿照哪了，电机书上对同步发电机的下垂特性也没讲清楚其物理原理。
向各位知乎大神求教，我看网上也有很多问这个的却没有一个回答说清楚的。
添加评论分享简单来说，所谓下垂控制就是选择与传统发电机相似的频率一次下垂特性曲线（Droop Character）作为微源的控制方式，即分别通过P/f下垂控制和Q/V下垂控制来获取稳定的频率和电压，这种控制方法对微源输出的有功功率和无功功率分别进行控制，无需机组间的通信协调，实现了微源即插即用和对等控制的目标，保证了孤岛下微电网内电力平衡和频率的统一，具有简单可靠的特点。
——————————————————————————————————————————补充说一说。
学过电机学都知道，发电机有个功角特性曲线，其中凸极同步发电机的无功功率表达式是：有功功率表达式：我们可以看出，通过控制U和功角来控制有功功率P和无功功率Q。
那么反过来，可以通过控制有功功率P和无功功率Q来控制U和功角所以，微电网中的常规下垂控制是通过模拟传统发电机的下垂特性，实现微电网中微电源的并联运行。
其实质为：各逆变单元检测自身输出功率，通过下垂特性得到输出电压频率和幅值的指令值，然后各自反相微调其输出电压幅值和频率以达到系统有功和无功功率的合理分配。
逆变器输出电压频率和幅值的下垂特性为：其中w0，U0分别为逆变器输出的额定角频率，额定电压。
kp，kq为逆变器下垂系数。
P,Q 分别为逆变器实际输出的有功功率和无功功率。
P0，Q0分别为逆变器额定有功和无功功率。
由上式我们可以得到三相逆变器常规的P-f 和Q-U 下垂控制框图。
注：常规下垂控制是在系统并联逆变器的输出端等效阻抗为大电感的条件下推导得到的。
《2024年微电网逆变器PV-QF下垂控制技术的研究》范文
《微电网逆变器PV-QF下垂控制技术的研究》篇一微电网逆变器PV-QF下垂控制技术的研究一、引言随着可再生能源的日益普及和微电网技术的发展，微电网逆变器作为连接可再生能源与电网的重要设备，其控制技术成为了研究的热点。
其中，PV/QF下垂控制技术以其独特的优势，成为了微电网逆变器控制策略中的一种重要方法。
本文旨在深入研究微电网逆变器中PV/QF下垂控制技术，探讨其工作原理及性能，为未来微电网的发展提供理论支持。
二、PV/QF下垂控制技术概述PV/QF下垂控制技术是一种基于逆变器输出电压和频率的下垂控制策略。
该技术通过调整逆变器的输出功率，实现微电网内电源与负荷的平衡。
其中，PV代表功率下垂控制，主要用于调节有功功率；QF代表电流或电压下垂控制，主要用于调节无功功率。
这种控制方式可以快速响应负荷变化，保持微电网的稳定运行。
三、PV下垂控制技术的工作原理与性能分析PV下垂控制技术主要通过调整逆变器的输出电压幅值和频率来实现对有功功率的控制。
当微电网内负荷增加时，逆变器通过降低输出电压幅值或提高频率来增加有功功率的输出；反之，当负荷减少时，则通过提高输出电压幅值或降低频率来减少有功功率的输出。
这种控制方式具有响应速度快、控制精度高等优点。
四、QF下垂控制技术的工作原理与性能分析QF下垂控制技术则主要通过调整逆变器的输出电流或电压幅值来实现对无功功率的控制。
在微电网中，无功功率对于维持系统电压稳定具有重要意义。
QF下垂控制技术可以根据系统电压的变化，自动调整逆变器的无功功率输出，从而保持系统电压的稳定。
此外，该技术还具有较好的动态性能和鲁棒性。
五、PV/QF下垂控制的实现方法及优化策略实现PV/QF下垂控制需要综合考虑微电网的拓扑结构、电源特性以及负荷特性等因素。
在实际应用中，可以通过数字信号处理器（DSP）等设备实现PV/QF下垂控制的数字化和智能化。
同时，为了进一步提高系统的性能和稳定性，可以采取一系列优化策略，如引入模糊控制、神经网络等智能算法，以实现更精确的控制。
《2024年微电网逆变器PV-QF下垂控制技术的研究》范文
《微电网逆变器PV-QF下垂控制技术的研究》篇一微电网逆变器PV-QF下垂控制技术的研究一、引言随着可再生能源的快速发展和微电网技术的日益成熟，微电网逆变器作为微电网系统中的关键设备，其控制技术成为研究的热点。
PV（Power-Voltage）下垂控制和QF（Quadrature-Frequency）下垂控制作为两种重要的逆变器控制策略，在微电网的运行中发挥着重要作用。
本文将重点研究微电网逆变器中PV/QF下垂控制技术，分析其原理、性能及优化策略。
二、PV下垂控制技术研究1. PV下垂控制原理PV下垂控制是一种基于电压和频率的下垂控制策略，通过调整逆变器的输出电压和频率来实现在微电网中的功率分配。
当微电网中的负荷发生变化时，PV下垂控制能够根据电压和频率的偏差自动调整输出功率，保持微电网的稳定运行。
2. PV下垂控制的性能分析PV下垂控制具有响应速度快、鲁棒性强的特点，在微电网中能够有效地实现功率的快速分配。
然而，该控制策略在面对非线性负荷和快速变化的负荷时，可能会出现电压和频率的波动，影响微电网的稳定性。
三、QF下垂控制技术研究1. QF下垂控制原理QF下垂控制是一种基于无功功率和频率的下垂控制策略。
它通过调整逆变器的输出无功功率和频率来实现在微电网中的功率因数和电压的控制。
QF下垂控制在微电网中能够实现无功功率的合理分配，提高系统的功率因数。
2. QF下垂控制的性能分析QF下垂控制在面对非线性负荷和不平衡负荷时，能够保持较好的稳定性，对电压和频率的波动有较好的抑制作用。
然而，该控制策略在面对快速变化的负荷时，可能存在响应速度不够快的问题。
四、PV/QF复合下垂控制技术研究针对PV下垂控制和QF下垂控制的优点和不足，提出PV/QF复合下垂控制策略。
该策略结合了PV下垂控制和QF下垂控制的优点，通过同时调整输出电压、频率、无功功率等参数，实现微电网的功率分配和稳定运行。
五、PV/QF下垂控制的优化策略1. 参数优化通过对PV/QF下垂控制的参数进行优化，可以提高微电网的稳定性和响应速度。
三相逆变器下垂控制
三相逆变器的下垂控制方法主要包括以下步骤：
1. 由电压、电流传感器和调理电路组成的测量单元对逆变器输出的电压电流进行同步采样。
2. 由下垂控制中的功率计算单元计算出逆变器输出的有功功率和无功功率的平均值。
3. 通过 P-f 和 Q-V 的下垂特性方程计算出电压和频率指令。
4. 参考电压环节将电压和频率指令合成在 dq 轴上的电压给定送入电压电流闭环控制环节。
5. 双闭环控制环节经 PI 调节获得 SVPWM 所需的参量。
逆变器下垂控制原理可以将两台逆变器等效成如下的模型，两台逆变器输出阻抗与连线上的阻抗之和分别为 Z1 和 Z2，其中Z1=R1+jX1=RZ1∠θ1，
Z2=R2+jX2=RZ2∠θ2；E1 和 E2 分别为两台设备空载电压幅值，以其为参考，则 j1、j2 分别为两台设备输出电压的相角。
另外，对于下垂控制的并网逆变器，其主要需要考虑的控制参数有：下垂系数kp、kq，电压控制环 PI 环节中的 kvp、kvi 以及电流控制环 PI 环节中的kip、kii。
其中，下垂系数 kp 的影响表现为：将 kp 作为变量，对 kp 取多组不同的值得到对应的根轨迹。
随着 kp 增大，$\frac{1}{kp}$ 减小，系统根轨迹由右半平面穿越虚轴到达左半平面，系统稳定性逐渐增强。
如需了解更多信息，建议咨询电气自动化领域业内人士或查阅相关论坛。
低压微电网逆变器的自调节下垂系数控制策略
（ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｆ ｏ ｒ Ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｙ，Ｍｉ ｒ ｎ ｉ ｓ ｔ ｙ ｒ ｏ ｆ Ｅ ｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，
ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｕｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｐｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ；ｄ ｒ ｏ ｏ ｐ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ； ｓ ｅ ｌ ｆ － ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｒ ｏ ｏ ｐ ｃ ｏ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｔ ； 咖 ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ；
摘
２ １ ４ １ ２ ２ ）
要 ：由于传统下垂控 制的微 电网逆 变器在离 网状 态下输出 电压 的幅值和频率 不稳 定 ， 提 出一 种改进
的 自调 节下垂 系数 控制 ， 且加 入电压和频率 的误差反馈 ， 减 小 了微 电网在离 网运行 状态 下负荷 突 变所 引起 的
输 出电压幅值和频 率的偏差 ， 且增强 了其动 态性能 。同时传 统的三相逆变器控 制基于 幽 旋 转坐标 系 ， 其并 网 功率 冲击 较大 ， 而基于 ０ ； 静 止坐标系下 的控 制能有效减小并 网时的功率 冲击 ， 提 高了系统的稳定 性。仿真验
ｏ ｆ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｔ ｏ ｄ，ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ＭＡ ＴＬ ＡＢ ｉ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ
微网逆变器的下垂控制策略研究
微网逆变器的下垂控制策略研究而微网逆变器是微网系统中的关键组件，它起着转换能源、控制能流和保护机械设备的重要作用。
在微网逆变器中，下垂控制策略是非常关键的一部分，它通过监测微网内的电网电压和频率，控制逆变器的输出功率，以实现微网与电网的无缝切换和协同运行。
下垂控制策略是一种基于能量采集和传输的控制策略，其核心原理是通过降低微网逆变器的输出电压或频率，引导微网中的分布式电源向电网输出有限的电流或功率。
具体而言，下垂控制用于维持微网与电网之间的电压和频率的协调，同时保证微网中的能量管理和供应质量。
下垂控制策略在微网逆变器中的实现主要包括两个步骤：目标功率计算和输出电压/频率控制。
首先，通过监测微网内的电网电压和频率，计算出微网当前需要向电网输出的目标功率。
然后，根据目标功率和当前的逆变器输出功率，实现对逆变器输出电压或频率的控制。
当微网内的电压或频率与电网不一致时，下垂控制策略通过调整逆变器的输出电压或频率，使其与电网保持一致，从而实现微网与电网的协同运行。
在下垂控制策略的研究中，主要关注以下几个方面：一是电压和频率的协调控制。
由于微网逆变器要与电网保持稳定的电压和频率，因此在控制过程中需要考虑电压和频率的变化情况，合理选择控制策略以实现协调控制。
二是逆变器的响应速度和稳定性。
对于下垂控制策略来说，逆变器响应速度的快慢和稳定性的高低直接影响到微网与电网之间是否能够实现无缝切换和电能的传输。
因此，需要采用合适的控制算法和调节参数来提高逆变器的响应速度和稳定性。
三是光伏和风力发电的逆变器控制。
由于光伏和风力发电对网络的影响较大，其逆变器的控制也需要加以研究和优化。
例如，可以采用MPPT技术来提高光伏逆变器的能量转换效率，同时采用矢量控制技术来提高风力发电逆变器的稳定性。
综上所述，是微网领域中的重要研究方向。
通过优化下垂控制策略，可以实现微网与电网的无缝协同运行，提高微网的稳定性和可靠性，促进微网的发展和应用。
下垂控制理解
下垂控制理解
（1）下垂控制（Droop控制）可应用于逆变器并联系统中，属于分散控制的一种。
相较于集中控制过于依赖并联系统中的某一模块、主从控制限制电源间的距离，下垂控制只需要电源本身的信息、无需互连信号线，通过采集各逆变器的输出，根据给定的控制策略，就可以使得多台逆变器并联运行。
具有很好的冗余性，结构简单，成本低，系统可靠。
（2）下垂控制模拟了传统电力系统中同步发电机的下垂特性。
工作原理为：逆变电源检测各自输出功率的大小，对有功功率和无功功率进行解耦控制。
根据下垂特性得到输出频率和电压幅值参考值，从而合理分配系统的有功、无功。
简单来说，下垂控制的一个常见运用，就是“有功调频、无功调压。
”对逆变电源并网系统来说，利用下垂特性：①逆变器有功功率输出减少，输出频率增大；逆变器有功功率输出增加，输出频率减小。
②逆变器容性无功功率输出减少，电压升高；逆变器容性无功功率输出增大，电压降低。
（3）控制步骤：①逆变器测量模块采样逆变器滤波后的输出电压、电流。
②坐标变换。
③功率计算，得到逆变器输出的有功功率P和无功功率Q。
④P、Q和给定的Pref、Qref经过下垂控制环节，可以得到频率w和电压幅值U，将合成的三相电压坐标变换到dq轴得到Udref、Uqref。
⑤电压、电流双闭环控制。
⑥SPWM产生逆变器控制所需的驱动信号。
下垂控制逆变器并机原理
下垂控制逆变器并机原理下垂控制逆变器并机原理1.引言下垂控制逆变器并机是一种常见的逆变器并机方式，主要用于电力系统的调度与运行。
本文将介绍下垂控制逆变器并机的基本原理、逆变器的运行过程以及控制策略。
2.下垂控制逆变器并机的基本原理下垂控制逆变器并机是利用逆变器的功率特性，在逆变器输出功率下降时获得额外的发电机输出。
当主逆变器发生故障或停机时，备用逆变器能够自动启动并提供稳定的电力输出，确保电力系统的可靠性。
下垂控制逆变器并机的基本原理是通过控制逆变器输出电压使其下降，从而引起发电机输出增加。
当发电机处于并机状态时，发电机的输出功率直接受到逆变器的控制，逆变器输出功率的变化会导致发电机输出功率的变化。
逆变器的电压输出下降将导致发电机的输出电流增加，从而提高并机发电机的输出功率。
通过这种方式，备用逆变器能够自动接管主逆变器的输出。
3.逆变器的运行过程逆变器是将直流电源转换为交流电源的设备，在逆变器工作过程中，需要输入一个稳定的直流电压，然后通过逆变电路将其转化为交流电压。
逆变器的工作过程主要包括三个步骤：功率调节、电流调节和电压调节。
首先，逆变器需要根据需求调节输出的功率水平。
通过控制输入电压的大小和频率，逆变器可以实现从零功率到最大功率的调节。
其次，逆变器需要根据负载的特性调节输出电流。
为了保证负载的稳定性，逆变器需要监测电流的大小，并根据需要调整输出电流。
通过控制输出电流的大小，逆变器可以适应不同电力系统的负载要求。
最后，逆变器需要根据负载的要求调节输出电压。
为了保证负载的稳定性和安全性，逆变器需要监测输出电压的大小，并根据需要进行调节。
通过控制输出电压的大小，逆变器可以确保负载正常工作并提供稳定的电力输出。
4.下垂控制逆变器并机的控制策略下垂控制逆变器并机使用一个特殊的控制策略来实现逆变器的并机操作。
该控制策略主要包括两个方面：电流控制和功率控制。
在电流控制方面，下垂控制逆变器并机会通过控制输出电流的大小来实现发电机的输出功率调节。
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下垂控制的原理是什么。
？
下垂控制是并网逆变器的常用控制原理，但是具体下垂控制的深层原理和物理含义是什么啊？查到的几乎所有的文献对此都是基于下垂控制XXXX、仿照同步发电机下垂特性XXXX，却没有一个真正说清楚仿照哪了，电机书上对同步发电机的下垂特性也没讲清楚其物理原理。
向各位知乎大神求教，我看网上也有很多问这个的却没有一个回答说清楚的。
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简单来说，所谓下垂控制就是选择与传统发电机相似的频率一次下垂特性曲线（Droop Character）作为微源的控制方式，即分别通过P/f下垂控制和Q/V下垂控制来获取稳定的频率和电压，这种控制方法对微源输出的有功功率和无功功率分别进行控制，无需机组间的通信协调，实现了微源即插即用和对等控制的目标，保证了孤岛下微电网内电力平衡和频率的统一，具有简单可靠的特点。
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补充说一说。
学过电机学都知道，发电机有个功角特性曲线，其中凸极同步发电机的
无功功率表达式是：
有功
功率表达式：
我们可以看出，通过控制U和功角来控制有功功率P和无功功率Q。
那么反过来，
可以通过控制有功功率P和无功功率Q来控制U和功角
所以，
微电网中的常规下垂控制是通过模拟传统发电机的下垂特性，实现微电网中微电源的并联运行。
其实质为：各逆变单元检测自身输出功率，通过下垂特性得到输出电压频率和幅值的指令值，然后各自反相微调其输出电压幅值和频率以达到系统有功和无功功率的合理分配。
逆变器输出电压频率和幅值的下垂特性为：
其中w0，U0分别为逆变器输出的额定角频率，额定电压。
kp，kq为逆变器下垂系数。
P,Q 分别为逆变器实际输出的有功功率和无功功率。
P0，Q0分别为逆变器额定有功和无功功率。
由上式我们可以得到三相逆变器常规的P-f 和Q-U 下垂控制框图。
注：常规下垂控制是在系统并联逆变器的输出端等效阻抗为大电感的条件下推导得到的。
然而不同电压等级的连接线路对应不同的阻感比。
在电压等级较低的线路中，阻感比相对较高。
加之每个逆变器到交流母线的距离不同，线路越长，线路电阻越大，可能会导致线路电阻相对线路感抗较大，常规下垂控制已经不能满足低压微电网控制的需求。
所以就有了一种改进型功率耦合下垂控制策略。
因为低压微电网中线路阻抗的影响已经不能完全忽视，有功功率和无功功率对电压和频率的调节存在耦合关系。
逆变电源输出的有功功率P和无功功率Q可以写为：
单台逆变器到交流母线的功率传输示意图：
一番数学推导之后，我们可以的得到：
功角和电压幅值需通过P和Q的耦合调节来控制.根据上述原理可推出考虑阻感比的通用下垂控制表达式:
r 为线路阻感比r=R/X；对比刚才说到的常规下垂控制表达式，当r=0时就是常规控制。
此时控制框图是这样的：。