基于自适应下垂法的有功功率均分控制
基于自调节下垂系数的微电网控制策略
电 力 科 学 与 技 术 学 报 JOURNAL OF EIECTRIC POWER SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol.32 No.2 Jun.2017
基于自调节下垂系数的微电网控制策略
郭 通，李燕青，仝 年，史依茗
（华北电力大学 河北省输变电设备安全防御重点实验室，河北 保定 071003）
中图分类号：TM761
Control strategy of micro-grid based on self-adjustable droop coefficient
GUO Tong, LI Yan-qing, TONG nian, SHI Yi-ming
（Hebei Provincial Key Laboratory of Power Transmission Equipment Security Defense, North China Electric Power University, Baoding 071003, China）
Abstract: The traditional droop control method can not fully applicable in the case of R>>X in micro-grid. This paper presented that the active power of the inverter output was determined by the amplitude of voltage in low voltage micro grid. Whereas, the voltage is a local variable, the active power can not be distributed reasonably under the condition of different line impedance or mutational load demand. Thus, a self-adjustable droop coefficient control strategy was proposed in this paper, and the droop coefficient could be automatically adjusted with the change of line impedance and load. A simulation model on MATLAB/Simulink was established to verify the effectiveness of the proposed control strategy, and the simulation results show that the proposed strategy can achieve the reasonable distribution of active power on the condition of the different line impedance and mutational load demand when DGs are in parallel, which can improve the stability of micro-grid. Key words：micro-grid; droop control; distributed generation(DG); self-adjustable
基于下垂控制的功率分配方法
基于下垂控制的功率分配方法1 前言下垂控制作为一种简单有效的无功补偿控制方式，在现代电力系统中得到了广泛的应用。
利用下垂特性，可以实现电力系统的高效稳定运行。
而下垂功率分配方法则是下垂控制中非常重要的一项内容，本文将对其进行详细介绍。
2 下垂控制简介下垂控制是一种自动电力系统控制策略，它是用来控制交流传输线路中的无功功率的。
下垂控制可以通过对函数变量的附加控制器在传输线路的两端产生一定的电压下降，从而使电流在传输线路两端保持平衡。
由于下垂控制可以通过调节传输线路的电压来实现其目的，因此它被广泛地应用于电力系统中的电压控制和稳定性控制等领域。
3 下垂功率分配方法下垂功率分配方法是一种在多机系统中实现无功功率分配的方法。
在多机系统中，多个发电机之间需要均衡地分配无功功率。
这时，可以使用下垂功率分配方法，它可以将各个发电机之间的无功功率均衡地分配，以保证正常供电。
该方法的基本原理是：对于每一个发电机，通过调节其输出的无功功率来实现功率均衡。
4 下垂功率分配方法的理论基础下垂功率分配方法的主要理论基础是下垂特性，即输出电压随负载电流的变化。
当一个负载的电压随着电流的增大而减小时，这种下垂现象就出现了。
下垂特性是由发电机自身的电磁特性所决定的。
因此，在下垂功率分配方法中，通过调节发电机的下垂特性来实现无功功率分配。
这种方法是一种简单有效的方法，可以在多机系统中实现无功功率均衡，从而使电力系统保持稳定。
5 下垂功率分配方法的实际应用在实际应用中，下垂功率分配方法被广泛应用于电力系统的稳定性控制和电压控制等领域。
通过下垂功率分配方法，可以实现电力系统中各种无功功率的分配，从而保证系统的稳定性和可靠性。
在多机系统中，通过下垂功率分配方法，可以实现各个发电机之间的无功功率分配，从而保证了电力系统的稳定供电。
在现代电力系统中，下垂功率分配方法已成为必要的控制策略之一。
6 结论总之，下垂控制作为一种简单实用的无功补偿控制方式，在电力系统中得到了广泛的应用。
基于自适应下垂算法的直流微电网功率精确分配和母线电压偏差优化控制
-
kj ki
| |||| |
（6）
在实际运行过程中，下垂系数 kikj ≈ 0 可忽略不 计，但线路电阻并不能忽略不计，要实现功率精确
分配，式（6）应恒为 0，即
U R DGi linej U R DGj linei
=
kj ki
（7）
当电阻不满足式（7）时，并联运行的 DG 单元所 提供的负载功率偏差△P≠0，从而导致功率分配精 度降低。
直流微电网运行一般可分为集中式和分散自 治式。集中式是依靠中央控制器对全网的信息进 行集中处理，但是这种控制方式对于通信要求高， 一旦发生通信故障，整个系统可能瘫痪。分散自治 式无需依靠中央控制器，每个单元可以根据独立的 本地控制器独立运行。因此，相较于集中式控制模 式，基于自适应下垂特性的分散自治式控制已经成 为现在直流微电网的主要研究方向[10]。
Accurate Power Distribution and Bus Voltage Deviation Optimization Control of DC Microgrid Based on Adaptive Droop Algorithm
LI Jun，LIU Xiaozhuang，ZHANG Yuqiong，ZHANG Wei，YIN Yongjie，HAO Sipeng，LYU Ganyun （School of Electric Power Engineering，Nanjing Institute of Technology，Nanjing 211167，China） Abstract：The droop control provides an effective method for the regulation and control of DC microgrid power and voltage. Under the traditional droop control method，the line resistance parameters of each distributed power source are inconsistent in operation，leading to a reduction of accuracy of power distribution and，in case of severe cases，prpbably causing power overload. At the same time，the voltage drop of the line resistance will cause the DC bus voltage to drop，thereby reducing power supply quality. In view of above problems，the current-voltage adaptive droop algorithm of current-voltage is adopted in this paper so to achieve accurate distribution of power load. At the same time，the control method for reducing the DC bus voltage deviation is proposed. By analyzing the relationship among output power，current and voltage，the adaptive virtual impedance is introduced to adjust adaptively the sag coefficient so to eliminate the power deviation. As for the optimization of bus voltage，the method of translating voltage curve is adopted to compensate the voltage sag，reduce bus voltage deviation and improve power supply quality. Finally，the system simulation software is set up on Matlab/Simulink software and the effectiveness of the
基于改进下垂的光伏发电并网自适应控制策略
- 66 -工 业 技 术光伏发电并网是指将光伏发电系统接入电网，从而为当地电力用户供电的一种方式[1]。
在并网过程中，需要考虑光伏发电系统的特性，如输出功率的不稳定性、电源位置的分布[2]以及大量分布式电源会导致电网电压不稳，发生越限现象等，会影响电网的整体稳定性[3]。
为有效解决上述问题，确保光伏并网后电压稳定，本文提出基于改进下垂的光伏并网自适应控制策略，通过下垂控制保证光伏并网后电压稳定。
1 光伏发电并网自适应控制策略1.1 光伏发电并网结构光伏并网指的是将大量光伏阵列接入大电网中，光伏发电并网结构如图1所示。
光伏发电并网结构包括3个部分，分别为直流电网、交流电网以及大电网。
其中，直流电网和交流电网中均接入大量光伏阵列，并通过双向AC/DC 整流器和大电网相连接。
在并网模式下，上级配电网直接控制交流母线频率，双向AC/DC 整流器的主要作用是控制直流电网的功率和电压，保证功率平衡和电压稳定[4]。
但是在实际应用过程中，如果光伏并网后光伏出力不稳定，会发生功率突变等扰动，对并网后的交直流电网的影响较大[5]。
1.2 光伏并网暂态过电压的形成机理光伏并网会导致送端电网发生暂态过电压现象，该现象对电网的整体运行稳定性有较大影响[6]，因此，为实现光伏并网的自适应控制，需要精准掌握暂态过电压的形成机理。
电压的变化情况主要受无功功率的流向和变化影响，光伏并网后整流站的无功功率流向情况如图2所示。
根据图2可知，整流站包括滤波器和调相机，光伏并网后送端电网电能经由整流站整流后，再通过直流输电母线传送至受端电网。
此时整流站的无功功率Q d 如公式（1）所示。
Q dc =Q ph +Q c （1）式中：Q ph 为送端电网和光伏发电输出；Q c 为滤波器和调相机输出。
Q ph 和Q c 均表示无功功率总和。
整流站侧直流电网侧的无功功率用Q d 表示，如公式（2）所示。
()()sin cos 2sin sin 2dcd Q P µµαµµαµ−+′=+（2）式中：P d 为有功功率，对应直流外送系统的母线；μ、α分别为换流器的换向角和触发角。
基于下垂控制的低压直流微电网功率分配策略的研究
基于下垂控制的低压直流微电网功率分配策略的研究
随着能源需求的不断增长，低压直流微电网作为一种新型的能源分配方式逐渐受到人们的关注。
然而，由于微电网内部节点电压的下垂现象，导致电能无法有效地分配和利用。
因此，本文旨在研究基于下垂控制的低压直流微电网功率分配策略。
首先，本文分析了低压直流微电网中节点电压下垂的原因。
在微电网中，由于线路电阻和电感等因素的影响，节点电压会出现下降现象。
这种下垂现象会导致电能无法均匀分配到各个节点，从而影响微电网的整体运行效率。
接着，本文提出了一种基于下垂控制的低压直流微电网功率分配策略。
该策略通过对微电网中的节点电压进行实时监测和控制，以实现电能的均匀分配。
具体来说，当节点电压下降到一定程度时，系统会自动调节节点电压并将电能重新分配到其他节点，从而保持微电网的整体电压稳定。
此外，本文还设计了一个基于下垂控制的低压直流微电网功率分配系统。
该系统由电能储存装置、电能转换器和控制器组成。
电能储存装置用于存储和释放电能，电能转换器用于将直流电能转换为交流电能，控制器则负责对节点电压进行监测和调节。
最后，本文通过实验验证了基于下垂控制的低压直流微电网功率分配策略的有效性。
实验结果表明，该策略能够显著提高微
电网的电能利用效率，并保持节点电压的稳定。
同时，该策略还能够降低微电网的能源损耗，提高能源利用率。
综上所述，基于下垂控制的低压直流微电网功率分配策略具有重要的研究和应用价值。
通过该策略，可以有效解决低压直流微电网中节点电压下垂的问题，提高电能的分配效率和利用率，进一步推动低压直流微电网的发展和应用。
基于阻抗功率下垂的并联逆变器功率均分策略
第55卷第5期2021年5月电力电子技术Power ElectronicsVol.55, No.5May 2021基于阻抗功率下垂的并联逆变器功率均分策略曹以龙\王昌免\江友华\仇司宇2(1.上海电力大学，电子与信息工程学院，上海200090 ; 2.国网上海市电力公司检修公司，上海200063)摘要：传统下垂控制逆变器并联时，因为线路阻抗差异导致负载功率分配不均。
在此提出了一种基于阻抗功率下垂的功率均分策略，该控制策略使用了合适的前馈信号消除了逆变器固有阻抗的影响，然后使用逆变器输出的视在功率作为调整其虚拟阻抗的基准，从而实现了虚拟阻抗的自适应调节。
该方法不需要高带宽的通信线路，即可有效提高逆变器并联时的负载均分能力，并且具有较好的动态性能。
仿真与实验结果验证了所提方法的有效性。
关键词：并联逆变器；下垂控制；阻抗功率下垂；负载均分中图分类号：TM464 文献标识码：A 文章编号：1000-100X(2021)05-0101-04A Power Sharing Method for Parallel Inverters Based onImpedance-power DroopC A O Yi-long1, W A N G Chang-yao1, JIANG You-hua1, QIU Si-yu2(\ .Shanghai University of Electric Power, Shanghai200090, China)Abstract ： When the traditional droop control inverters are connected in parallel, the load power distribution is uneven due to the difference in line impedance. A power sharing method based on impedance-power droop is proposed, it uses an appropriate feedforward signal to eliminate the effect of the inverter * s inherent impedance, and use the apparent power output from the inverter as a reference to adjust its virtual impedance, so the virtual impedance is adaptively adjusted.This method does not require high-bandwidth communication lines,the load sharing capability when the inverters are connected in parallel can be effectively improved and have a better dynamic performance.Simulation and experiment test the validity of the proposed method.Keywords ： parallel inverter ；droop control ；impedance-power droop ；load sharingl引言近年来，为解决能源和环境问题，可再生能源 和分布式发电飞速发展。
基于自适应调整控制器的风电场有功功率控制系统及方法
摘要：随着风电场装机量的不断增加，风电场大规模接入电网给电网有功调度和控制带来新的挑战，这便需要优良的有功功率控制系统及方法，满足电网调度对风电场有功控制能力的需求，实现快速、精确控制。
本文综合考虑风电机组预测功率信息，并根据不同风电机组的实时调节容量为控制性能指标，对风电机组进行自适应调整控制，详细介绍了风电场有功功率控制系统框架和关键技术的设计方案。
对某风电场应用所提出的有功功率控制方法进行试验，经过数据分析表明，满足控制标准要求下，可以充分地利用风能，能实现整个风电场有功功率控制的准确性和平稳性。
关键词：风电机组；有功功率；自适应调整；功率控制0、引言随着常规能源的枯竭，可再生能源将成为未来的能源的重要组成部分。
由于风能其储存量大又易于形成规模，并且风力发电技术相对成熟，因此风能作为一种绿色能源在近几十年得到了广泛的开发和利用，也有希望成为未来不可替代的可再生资源之一。
风电场装机量的不断增加，如何有效控制各风电机组的有功出力，在遵循风电场接入电网技术标准及满足电网调度对风电场有功控制能力的需求时，制定既可保证单台风电机组安全稳定运行，又可实现风电场最大风电转换效率的控制目标，充分地利用风能，实现风电机组群的协调控制方法，这就需要优良的有功功率控制系统及方法。
由于风电场功率控制的重要性，国内外学者根据各自国家制定的风电场接入电网技术标准，对并网风电场如何响应电网调度要求做了大量的研究。
这些研究主要集中于建立可行的风电场功率控制框架，分析如何对风电场内各风电机组进行控制以实现满足电网调度的功率输出要求。
通过分析风电场的集中功率控制，建立了有效的风电场功率控制框架，设计的控制系统能够按照电网调度进行有功功率的输出。
设计了2层模型的风电场有功功率控制结构，即顶层实行在线调度控制，底层进行实时偏差控制，并根据自动化程度高低提出了两种功率分配方案，把按机组容量比例分配方法和按馈线潮流分布方法相结合，能够有效的进行风电场输出功率的控制。
基于改进下垂控制的多逆变器功率分配控制
电气传动2020年第50卷第12期摘要：多逆变器并联组网运行时，针对传统下垂控制中一次调频和调压能力有限而导致的频率和电压越限问题，提出了一种具有自愈能力的改进下垂控制策略。
该策略通过适当提高空载角频率和空载电压，将逆变器实际输出功率与预期功率的差值通过积分环节来调整下垂系数大小，从而实现频率和电压的自愈。
在此基础上，分析了下垂系数对功率分配的影响，通过基准逆变器功率变化信息的共享，按容量比设置积分系数，控制不同逆变器下垂系数大小时刻成比例，实现了频率和电压自愈的同时有功和无功功率在多台不同容量逆变器之间的精确分配。
建立了系统小信号建模，通过根轨迹法分析了控制器参数变化时对系统稳定性的影响。
最后，通过实验和仿真结果验证了所提策略的可行性和有效性。
关键词：多逆变器并联；下垂控制；下垂系数；自愈能力；小信号模型中图分类号：TM72文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.dqcd20125Abstract:When multiple inverters are connected in parallel ，in order to solve the problem of frequency and voltage overstepping caused by the limited capacity of primary frequency and voltage regulation in traditional droop control ，an improved droop control strategy with self-healing ability was proposed.By properly increasing the no-load frequency and no-load voltage ，the difference between the actual output power and the expected power of the inverter was used to adjust the droop coefficient through the integral link ，so as to realize the self-healing of frequency and voltage.On this basis ，the influence of droop coefficient on power distribution was analyzed.By sharing the power change information of the reference inverter and setting the integral coefficient according to the capacity ratio ，the droop coefficient of different inverters was controlled to be proportional at different times ，and the precise distribution of active and reactive power among inverters with different capacities was realized while the frequency and voltage self-heal was realized.The small signal modeling of the system was established ，and the influence of the controller parameters on the system stability was analyzed by the root locus method.Finally ，simulation and experimental results verify the feasibility and effectiveness of the proposed strategy.Key words:multiple inverters in parallel ；droop control ；droop coefficient ；self-healing ability ；small signal model作者简介：刘勇（1976—），男，硕士，副教授，Email ：Multi -inverter Power Distribution Control Based on Improved Droop Control LIU Yong 1，LIU Peng 1，PAN Hongbin 1，YANG Jian 2，HE Shengguo 1，LEI Yanke 1（1.College of Information Engineering ，Xiangtan University ，Xiangtan 411105，Hunan ，China ；2.Shenghong Shenzhen Electric Co.，Ltd.，Shenzhen 518000，Guangdong ，China ）微网作为未来多种微源组网运行的一种趋势，越来越多地被人们关注，为可再生能源的利用开辟了新的途径[1-2]。
基于自适应下垂特性的孤立直流微电网功率精确分配与电压无偏差控制策略
2019年2月电工技术学报Vol.34 No. 4 第34卷第4期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Feb. 2019DOI: 10.19595/ki.1000-6753.tces.180192基于自适应下垂特性的孤立直流微电网功率精确分配与电压无偏差控制策略刘子文1,2苗世洪1,2范志华1,2晁凯云1,2康祎龙1,2（1. 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉 4300742. 华中科技大学电力安全与高效湖北省重点实验室武汉 430074）摘要基于下垂控制的直流微电网为自主集成分布式电源、储能单元和多类型负荷提供了一种有效的方式。
在传统下垂控制作用下，由于直流微电网中各分布式电源出口线路参数不一致，且存在本地负荷，因而降低了负荷功率的分配精度，难以最大程度发挥分布式电源的效率，甚至引发分布式电源过载等问题，同时线路电阻上的电压降会进一步降低直流母线的电压质量。
为了实现分散控制模式下孤立直流微电网的功率合理分配，并消除直流母线电压的偏差，提出基于自适应下垂特性的功率精确分配策略和直流母线电压无偏差控制策略，且在功率分配策略中考虑了本地负荷的影响。
同时对DC-DC变换器在所提改进下垂控制下的响应特性进行分析，并讨论关键参数对系统稳定性的影响。
仿真对比结果证明了所提控制策略的正确性和有效性。
关键词：直流微电网分散式控制自适应下垂控制功率精确分配电压无差控制中图分类号：TM721Accurate Power Allocation and Zero Steady-State Error Voltage Control of the Islanding DC Microgird Based on AdaptiveDroop CharacteristicsLiu Ziwen1,2 Miao Shihong1,2 Fan Zhihua1,2 Chao Kaiyun1,2 Kang Yilong1,2（1. State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology School of Electrical and Electronic Engineering Huazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074 China2. Hubei Electric Power Security and High Efficiency Key LaboratoryHuazhong University of Science and Technology Wuhan 430074 China）Abstract The droop-controlled DC microgrid provides an effective means to autonomously integrate the distributed generations (DG), storage units and multi-type loads. However, since the line parameters of each DG are inconsistent and local load exists, the allocation precision of load power is reduced in the conventional droop control. Therefore, it is difficult to maximize the efficiency of the distributed generation, even causing problems such as distributed power overload. Besides, the voltage drop in the lines will furtherly reduce the voltage quality of the DC bus. To realize the appropriate power allocation and eliminate the deviation of DC bus voltage of the islanding DC microgrid under the decentralized control mode, the accurate power allocation strategy and the zero steady-state error国家重点研发计划（2017YFB0903601），国家自然科学基金（51777088）和2018年国家电网公司总部科技项目（SGNXDK00DWJS1800016）资助。
基于自适应虚拟电阻的低压微电网有功均分下垂控制策略
基于自适应虚拟电阻的低压微电网有功均分下垂控制策略范必双;付思维;王文;李启凯;刘铮;唐明珠
【期刊名称】《电机与控制学报》
【年(卷),期】2024(28)5
【摘要】由于低压微电网中各分布式电源的线路阻抗不匹配,传统的下垂控制策略难以按照下垂系数合理分配有功功率。
为此,提出一种无需通信的自适应虚拟电阻下垂控制方法。
通过将微电网中每个分布式发电机(DG)单元输出的有功功率和电压传送给自适应虚拟电阻控制器中,在保证电压和频率稳定控制的前提下实现功率按逆变器容量比例进行精确分配。
论文对改进方法的微电网逆变器进行小信号稳定性分析,以优化控制器有关控制参数。
仿真和实验结果验证了所提控制方法的有效性。
【总页数】12页(P142-153)
【作者】范必双;付思维;王文;李启凯;刘铮;唐明珠
【作者单位】长沙理工大学电气与信息工程学院;长沙理工大学电网防灾减灾全国重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TM464
【相关文献】
1.基于自适应虚拟电阻的低压微电网多阻性逆变器下垂控制策略
2.低压微网中实现有功功率均分的改进型下垂控制策略
3.基于自适应虚拟电阻的低压微电网下垂控
制策略4.基于虚拟阻抗的微电网有功均分阻性下垂控制策略5.基于自适应虚拟电阻的低压微电网下垂控制改进策略
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基于自适应下垂法的有功功率均分控制翟盼盼;苟军年;杨剑锋【摘要】在低压孤岛微网中,受到线路阻抗不一致的影响,线路阻抗与并联逆变器的容量不匹配,传统下垂控制方法不能使并联逆变器有功功率达到均分的效果;并且传统下垂控制法反馈信号很难准确的测到线路阻抗后公共节点的电压.针对以上问题,提出了一种自适应的下垂控制方法,该方法具有可变的下垂系数和可变的空载电压,自动调节下垂系数和空载电压来减小并联逆变器有功功率分配的偏差和降低线路阻抗上的电压降.在负荷发生突变和扰动的情况下,利用MALATB2014a/SIMULINK 软件平台分别对传统下垂控制和自适应下垂控制进行仿真实验验证,仿真结果验证了自适应下垂控制方法不仅可以使并联逆变器有功功率分配达到均分,还可以大大改善线路阻抗上的电压降.【期刊名称】《电测与仪表》【年(卷),期】2019(056)010【总页数】6页(P105-110)【关键词】低压微电网;并联逆变器;下垂控制;功率均分【作者】翟盼盼;苟军年;杨剑锋【作者单位】兰州交通大学自动化与电气工程学院,兰州730070;兰州交通大学自动化与电气工程学院,兰州730070;兰州交通大学自动化与电气工程学院,兰州730070【正文语种】中文【中图分类】TM740 引言随着大量分布式电源(DG)的接入，微电网的规模也越来越大[1]。
随着电力电子设备的进步，这些可再生能源变得更加可靠和可控。
从这些可再生能源获得的大部分DC输出可用于DC负载以及转换后的AC负载。
为了连接AC负载，这种类型的可再生能源之间需要逆变器的存在，这就形成了微电网的基础。
逆变器是分布式电源与微电网之间的重要接口，其并联运行技术近年来已经为电力电子领域的研究热点之一。
下垂控制被广泛接受用于控制在孤岛模式下工作的并联逆变器。
传统的下垂控制方法不需要互连的通信线路，并且逆变器根据其自身的容量来馈送负载。
该方法具有灵活性，高冗余度和“即插即用”的优点。
然而，功率共享容易受到并联逆变器之间的传输线阻抗差异的影响。
最近，国内外学者提出了许多解决方案来处理线路阻抗不匹配导致功率不均匀分布的问题。
文献[2]中提出的鲁棒下垂控制方法，采样的交流母线电压作为全局变量带入逆变器电压控制环路，可以减少线路阻抗不匹配对功率共享的影响。
文献[3]提出了一种采用共识控制和自适应虚拟阻抗的无功功率共享方法。
共识控制用于找到分布式发电机(DG)之间的阻抗误差，并且这些不匹配的项用于生成虚拟阻抗校正。
因此，该策略可以调节不匹配的阻抗以共享无功功率，而不需要任何预先测量的线路阻抗。
文献[4]改进了功率计算公式，设计了线路压降补偿环节，为了提高系统的动态响应，在传统下垂控制方法的基础上引入了微分环节和积分环节，该文献并没有对下垂系数与空载电压进行修改。
文献[5]提出了粗略调节参考电压幅值的环节，并加入了通过调节下垂系数来调整逆变器输出电压的微调环节，以此来达到负荷功率均分以及提高电能质量。
文献[6]提出了一种网络自适应的改进下垂控制，利用微网中央控制器来获取有功信息，并在传统下垂控制器中引入了积分项，来弥补逆变器输出电压的参考值。
在文献[7]中，作者在传统的下垂控制器中引入了功率导数-积分项，以改善并联逆变器的动态响应。
在文献[8-9]中，电阻和虚拟输出阻抗的概念用于开发分散式下垂控制器以改善功率共享。
在文献[10]中提出了基于虚拟功率控制类型的控制器，以实现有功功率和无功功率之间的去耦。
在文献[11-15]设计分布式辅助控制器来保持功率共享，设计的分布式辅助控制器使整个系统变的更为复杂；同时文献中通信是关键因素，并且通信限制了逆变器地理位置上的分布，同时也会给系统引入新的干扰；综合上述文献可知：很少文献对低压微网传统下垂控制中下垂系数和空载电压的分析，提出了一种新的控制策略，通过自适应调整下垂系数和空载电压来共享有功功率。
使下垂系数和空载电压是可变的；利用可变的下垂系数和可变的空载电压来减小有功功率分配的偏差以及降低线路阻抗上的电压降。
通过仿真结果验证了该策略的有效性。
1 微电网系统模型文章的研究对象是并联单相逆变器，为负载供电，如图1所示。
其中，Udcn(n=1，2)是直流电压，Lfn和Cfn分别是滤波电感和滤波电容，UL是交流母线(PCC)的电压，Rn和Xn分别表示线路电阻和感抗。
图1的等效电路可以用图2表示。
图1 微网系统结构图Fig.1 Micro-grid system structure diagram图2 逆变器并联的等效电路Fig.2 Equivalent circuit of inverter parallel每个逆变器可以等效于电压源En∠δn，其中δn是逆变器输出电压和PCC电压(UL)之间的相位差。
设δL=0，逆变器DGn(n=1，2)输出的有功功率和无功功率分别为：(1)在低压微电网中，导线电感一般较小，因此线路阻抗主要呈电阻性，即X≪R，此时X可以忽略不计，功率角δn也很小，即有sinδn=δn，cosδn=1，式(1)可变化为：(2)传统的下垂控制方程可表示为：(3)式中fo和Eo分别是空载电压幅值和空载频率；mp和nq是下垂系数。
结合式(2)和式(3)可得：(4)由式(4)可得到：(5)在相同容量，相同下垂系数和不同线路阻抗的条件下，功率分布图如图3所示。
图3 不同线路阻抗的两DG有功功率分配Fig.3 Two-DG active power distribution with different line impedances图3是两DG逆变器在不同线路阻抗下的有功功率分配情况。
由曲线K1和K2可知，K1的线路阻抗为R1，K2的线路阻抗为R2。
假设R1<R2，在相同下垂系数下，从图3中可以看出P1>P2，则ΔP可表示为：(6)由式(6)中分子分母存在的变量可以得出以下几种方法来减少有功功率分配的偏差：(1)修改两个系统等效阻电阻Rn尽可能相等，即：R2-R1=0，则有功功率分配偏差为零；(2)降低空载电压E0和增大下垂系数mp；由式(6)可知：分子减小，分母增大，则有功功率分配偏差减小。
在文献[2-3,16]中已阐述了修改系统等效阻抗来减少有功功率分配的偏差，因此，只进行第二种方法的研究分析。
2 自适应下垂控制提出的改进下垂控制方法是改变空载电压和下垂系数，使空载电压和下垂系数是可变的。
利用这种方法，可以减少有功功率分配的偏差。
假设1：降低Eo且降低了ΔEo时，得到新的空载电压为E′o，此时，PCC电压变为变化的大小为新的有功下垂控制方程可表示为：(7)根据式(6)和文献[17]可得到ΔP′的偏差可表示为：(8)通常mp、ΔEo和的值很小；因此，可以得到：则说明式(8)分母基本没有发生变化。
同时ΔP/ΔP′可以表示为[17]：(9)其中，和分别是新的有功功率和新的输出电压。
通过式(3)～式(9)，可以证明Eo 的偏差(ΔEo)大于输出电压幅度的偏差，同时，在降低空载电压后，线路阻抗上的电压降降低，并且可以证明然后可以得到，从而得到ΔP>ΔP′。
因此，降低空载电压来降低有功功率分配的偏差是可行的。
但是，上述的证明是在忽略交流母线电压下降的情况下得到的结果。
所以，结论不够精确，需要对交流母线电压下降进行恢复。
再此，增加了一个电压补偿环节使交流母线电压更加接近系统预设值。
假设2：增大mp且增加了得到新的下垂系数为电压变为变化的大小为根据式(5)和文献[17]可以得到：(10)(11)通常情况下，PCC电压幅度的变化与PCC电压本身相比非常小，因此可以得出：(12)根据式(11)中分子与分母之间的关系及式(12)，通过化简式(11)可以得到式(11)是大于零的。
因此，增大下垂系数也可以降低有功功率分配的偏差。
说明第二种方法是可行的。
改进的下垂控制方法的有功功率分配如图4所示。
在图3中，假设R1<R2的条件下，DG1单元逆变器的有功功率大于DG2单元逆变器的有功功率，即：P1>P2。
从图4可以得出：逆变器的稳态工作点分别从点A和点B变为了点A′和点B′，有功功率分配偏差从ΔP图4 改进的下垂控制有功功率分配图Fig.4 Active power distribution diagram of the improved droop control变为了ΔP‴。
基于以上分析，引入调整因子Eo-Emaxn，Emaxn是逆变器n(n=1,2)输出电压幅值。
调整后DG单元逆变器的空载电压和有功下垂控制方程如下所示：(13)(14)式(13)、式(14)中，l1是调节系数，是电压补偿环节，结合图2和文献[4]可得到：和，是新的空载电压。
3 电压电流双闭环控制器3.1 电压控制器电压控制器的框图如图5所示，它是电压电流双环控制的外环控制器。
其负责调节逆变器的交流输出电压，而交流输出电压的参考值由功率控制器给出。
加入PI控制器用于使参考和测量电压之间的稳态误差等于零。
在控制回路中加入前馈项(F)以使控制器更快、更高效。
电压控制器的输出是内部电流控制环路的参考电流。
内部控制器通过PI控制器调节逆变器的输出电流，确保电力电子开关的安全运行。
控制方程在式(15)～式(17)中给出。
(15)ild*=Fiod-ωnCf Voq+Kpv(Vod*-Vod)+Kivφd(16)图5 电压控制器Fig.5 Voltage controllerilq*=Fioq+ωnCfVod+Kpv(Voq*-Voq)+Kivφq(17)其中，ild*、ilq*为电流控制器d轴和q轴的参考值；Vod*、Voq*为电压控制器d轴和q轴的参考值。
3.2 电流控制器电流控制器对逆变器进行内环控制。
它也有一个PI控制器，可确保逆变器电流不超过定义的参考值。
如图6所示，控制器的参考值由电压控制器设定。
图6 电流控制器Fig.6 Current controller控制方程由式(18)～式(20)给出。
(18)Vid*=-ωnLfilq+Kpc(ild*-ild)+Kicψd(19)Viq*=ωnLfild+Kpc(ilq*-ilq)+Kicψq(20)其中，ild、ilq为滤波电感电流的d轴和q轴的分量。
4 仿真结果与分析根据图1，利用MATLAB2014a/Simulink搭建两台逆变器并联的微网仿真模型，验证自适应下垂控制策略的有效性。
系统预设电压幅值为311 V，频率为50 Hz，逆变器开关频率fs=8 kHz，Udcn=800 V，DG1、DG2额定功率为20 kW、0 kvar，电压电流双闭环控制器的参数为Kpv=0.168，Kiv=189.34，Kpc=13.57，Kic=1 005.3，F=0.75，负载参数Load1/Load2：5 kW、2 kvar，Load3：20 kW、10 kvar，仿真参数设置如表1所示。