下垂控制的原理是什麼。？

下垂控制是併網逆變器的常用控制原理，但是具體下垂控制的深層原理和物理含義是什麼啊？查到的幾乎所有的文獻對此都是基於下垂控制XXXX、仿照同步發電機下垂特性XXXX，卻沒有一個真正說清楚仿照哪了，電機書上對同步發電機的下垂特性也沒講清楚其物理原理。向各位知乎大神求教，我看網上也有很多問這個的卻沒有一個回答說清楚的。

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簡單來說，所謂下垂控制就是選擇與傳統發電機相似的頻率一次下垂特性曲線（Droop Character）作為微源的控制方式，即分別通過P/f下垂控制和Q/V下垂控制來獲取穩定的頻率和電壓，這種控制方法對微源輸出的有功功率和無功功率分別進行控制，無需機組間的通信協調，實現了微源即插即用和對等控制的目標，保證了孤島下微電網內電力平衡和頻率的統一，具有簡單可靠的特點。

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補充說一說。

學過電機學都知道，發電機有個功角特性曲線，其中凸極同步發電機的

無功功率表達式是：

有功功率表達式：

我們可以看出，通過控制U和功角來控制有功功率P和無功功率Q。那麼反過來，

可以通過控制有功功率P和無功功率Q來控制 U和功角

所以，

微電網中的常規下垂控制是通過模擬傳統發電機的下垂特性，實現微電網中微電源的並聯運行。其實質為：各逆變單元檢測自身輸出功率，通過下垂特性得到輸出電壓頻率和幅值的指令值，然後各自反相微調其輸出電壓幅值和頻率以達到系統有功和無功功率的合理分配。

逆變器輸出電壓頻率和幅值的下垂特性為：

其中w0，U0分別為逆變器輸出的額定角頻率，額定電壓。kp，kq為逆變器下垂係數。P,Q 分別為逆變器實際輸出的有功功率和無功功率。P0，Q0分別為逆變器額定有功和無功功率。

由上式我們可以得到三相逆變器常規的P-f 和 Q-U 下垂控制框圖。

註：常規下垂控制是在系統並聯逆變器的輸出端等效阻抗為大電感的條件下推導得到的。然而不同電壓等級的連接線路對應不同的阻感比。

在電壓等級較低的線路中，阻感比相對較高。

加之每個逆變器到交流母線的距離不同，線路越長，線路電阻越大，可能會導致線路電阻相對線路感抗較大，常規下垂控制已經不能滿足低壓微電網控制的需求。

所以就有了一種改進型功率耦合下垂控制策略。

因為低壓微電網中線路阻抗的影響已經不能完全忽視，有功功率和無功功率對電壓和頻率的調節存在耦合關係。

逆變電源輸出的有功功率P和無功功率Q可以寫為：

單台逆變器到交流母線的功率傳輸示意圖：

一番數學推導之後，我們可以的得到：

功角和電壓幅值需通過P和Q的耦合調節來控制.根據上述原理可推出考慮阻感比的通用下垂控制表達式:

r 為線路阻感比r=R/X； 對比剛才說到的常規下垂控制表達式，當r=0時就是常規控制。

此時控制框圖是這樣的：

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新名詞太多，就是發電機下降的外特性。舉個例子。

一台機器和一些機器並聯供電，負載加重以後，都是下降外特性，各個機器電壓隨之降低，各個機器之間的負載根據各個機器的外特性重新分配了。

如果你這台機器如果是上升的外特性，電流增加電壓升高，這樣負載加重，其它機器電壓都降低，你電壓升高，負載都跑你這，你電流更大，電壓更高……就悲劇了。

在發電機來說，傳統大都是通過均壓線來處理。你的逆變器就靠自己下降的外特性，自動適應系統負荷變化。

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題主提的這個問題本身就有一些問題，很多文獻都有下垂控制的介紹，比如你搜一下題目為基於…的改進下垂控制這類文章，一般論文開頭都有最原始的下垂控制原理介紹。雖然我只做過微網相關控制，但是其道理是互通的，好好自己看看文獻，下垂不只是逆變器，也不是併網逆變器所特有。

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@只是學電的 已經介紹的很清楚了。補充一小點。

在線路為純感性的時候，有功無功的表達式為： , 。

（默認功角 很小，因此 ）

從公式中可以看出，P 與E、U、 均有關，為何只提出 P-f 下垂特性？

因為U默認為不變數，E的變化量小，而 可以成倍的增加或減少；

即：E可能從400V增加或減少20V，而 可能從1°到5°，後者變化的情況相較於E的變化而言，對P的影響更顯著，因此可認為P只與功角有關。

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同步發電機的下垂特性不適應於微電低壓配電網中了？那麼同步發電機不能用在低壓配電網中了？

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下垂控制就是選擇與傳統發電機相似的頻率一次下垂特性曲線（Droop Character）作為微源的控制方式，即分別通過P/f下垂控制和Q/V下垂控制來獲取穩定的頻率和電壓，這種控制方法對微網中的微源輸出的有功功率和無功功率分別進行控制，無需機組間的通信協調，實現了微源即插即用和對等控制的目標，保證了孤島下微電網內電力平衡和頻率的統一，具有簡單可靠的特點

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下垂控制其實就是電力系統中的一次調頻，頻率有差調節

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前面各位對下垂控制的介紹差不多已經很詳細了，這裡推薦一篇論文具體談論運用的，具有功率精確分配能力的逆變器電壓諧波分頻下垂控制方法研究 劉海濤

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想當年本科畢業論文課題是關於新能源分散式併網逆變的，最終畢業答辯時我在台上滔滔不絕的講完後，老師丟了句：你知道下垂控制嗎？

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