淮南矿业集团谢桥煤矿安徽淮南232038
摘要：结合微网在煤矿供电设备中的应用，分析了微网逆变器传统下垂控制中因逆变器输出阻抗以及线路阻抗的差异导致并联逆变器间存在环流的问题，以及传统下垂控制中输出电压幅值跌落的问题，本文采用一种基于虚拟阻抗的改进下垂控制方法，最后对所采用的方法进行仿真分析，仿真结果证明所采用的控制方法能够有效抑制逆变器间的环流，并且能够减小输出电压幅值的跌落。
关键词：煤矿供电；微网；虚拟阻抗；下垂控制；
0引言
近几年随着国家对电力需求的不断增长和微电网研究技术的不断深入，微电网已成为一些发达国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助手段，应用在越来越多的民用和工业领域，而煤矿也成为了微网重要的应用场合之一。
由于国家对煤矿安全生产的监管不断加强，煤矿安全供电的要求也日益提升，例如在高瓦斯矿井风机、煤矿照明、矿井提升机等矿用设备供电系统中，根据各种国家安全条例的规定，必须有多路电源进行供电，以此保证设备的正常工作，提高供电系统的可靠性和连续供电能力。在这个要求下，由各种发电单元和储能单元组成的微网系统凭借其灵活性、智能性等优点而逐渐被使用在各种矿用设备供电系统中，而文献[2]说明决定微网系统正常运行最核心的设备便是微网逆变器。而微网控制策略中最常用的就是下垂控制技术，采传统的下垂控制中由于，文献[3]指出由于逆变器的输出阻抗和线路阻抗的不同，会导致导致逆变器间存在环流，并且传统的下垂控制中通常会导致逆变器输出电压幅值的跌落，影响输出电压的质量，对此本文首先引入虚拟阻抗来减小由于线路阻抗而引起的逆变器之间的环流问题，并且电压幅值反馈的控制方法来避免逆变器输出电压的幅值的过度下降
3仿真分析
为验证所采用方法的有效性,利用MATLAB/Simulink搭建两台并联逆变器的仿真模型进行仿真验证，仿真结果如图4-6所示。图4为采用传统下垂控制方法时逆变器输出两台逆变器的环流波形，在0.07s时并入第二台逆变器。图5为采用传统下垂控制方法时逆变器输出的电压波形，通过仿真波形可以看出，采用传统的下垂控制方法时，两台并联逆变器间存在较大的环流，并且当负荷变化时逆变器输出电压的幅值具有明显的跌落。图6-7为采用改进的下垂控制方法的仿真波形，图6为两逆变器间输出的环流波形，通过仿真波形可以看出，采用改进的下垂控制方法可以大大减小逆变器之间的环流问题。图7为当负载变化时逆变器输出的电压波形，通过仿真波形可以看出，当负载发生变化时输出电压幅值经过短暂的跌落后便迅速的恢复正常。通过仿真可以看出本文所采用的方法可以有效的解决矿用微网逆变器中所存在的环流问题和电压跌落问题。
4结论
本文结合微电网系统在矿用供电设备中的应用和性能要求，分析了传统下垂控制的基本原理和其局限性，并通过采用虚拟阻抗的控制方法抑制逆变器之间的环流问题，并且引入电压反馈值解决了输出电压幅值的跌落问题。仿真结果表明，采用虚拟阻抗的下垂控制方法可以有效抑制逆变器之间的环流，当负载变化时逆变器输出的电压幅值也能够在较短的时间内迅速恢复。引入该方法可以大幅提高微电网系统在煤矿供电设备中适应性，增大使用范围，提高煤矿供电系统的智能性、稳定性和安全性。
参考文献：
[1]谢志英.基于自动化控制的煤矿生产供电系统改造[J].煤炭技术，2013，32（12）：52-54.
[2]曹朋怀.微网在高瓦斯矿井局部通风机供电的探索与应用[J].煤矿机械，2013，34（8）：229-230.
[3]冯锋，段善旭，康勇.逆变器无互联线并联的均流控制策略[J].电力电子技术，2003，37（5）：40-71
[4]苏虎，曹炜，孙静等.基于改进下垂控制的微网协调控制策略[J].电力系统保护与控制，2013.42（11）：92-98