[发明专利]微网多微源逆变器环流及电压波动主从控制方法

说明书

技术领域

本发明属于微网及含微网配电系统的电能质量及其控制技术领域，特别涉及一种微网多微源逆变器环流及电压波动主从控制方法。 

背景技术

加快能源建设和保障能源供给一直是我国经济建设与发展的重要目标之一。能源电力可持续发展的要求和化石能源利用所造成的环境问题要求我们认真思考大力发展清洁高效的分布式发电及供能系统的问题。但是分布式发电日渐广泛的应用也给现有电力系统带来了新的挑战，使得分布式发电并网规模受到限制。深入开展微型电网关键科学和技术问题的研究，将分布式电源有计划地组织和管理起来，摆脱现有标准和运行方式限制，形成集群以微型电网方式运行，去弊趋利，突破分布式发电并网规模瓶颈，是分布式发电并网的必经之路。把以分布式发电供能为基础的微网与大电网相结合，不仅有助于提高微网的供能质量，还有助于微网技术的大规模推广应用，也有助于防止大面积停电，提高电力系统的安全性和可靠性，增强电网抵御自然灾害的能力，对于电网乃至国家安全都有重大现实意义。 

由于分布式电源本身的特性，使得分布式电源输出电压是不稳定的。为了满足微网电能质量的要求，多种分布式电源组成的微网能源系统是必须的，通过多种能源相互补充，可以为微网提供稳定可靠的电力能源。由于微源的不稳定性，单一微源难以满足用户需求，由多微源组成的微网将成为今后的发展目标。但是微源不同的输出会引起微源间的环流。现有的微源大多通过逆变器与微网系统相连，例如光伏发电系统、风力发电系统和燃料电池等等。 

太阳能发电与风力发电的互补方式己得到了认可，在它们相并联组成微网能源时有两种方法，一是在直流母线并联。二是在交流母线并联。 

前者技术较为简单，是目前实用化装置中的主要方案，但仅适合于各发电装置相距很近的情况，而太阳能电池和风力发电机的安装位置取决于自然条件，当装置位置距离较远或存在多个发电装置多点分布时，这种方式受到一定的限制，目前这种方式均不能与大型风力发电机及微网相连接。 

而交流侧并联方式则无此限制，各发电装置可各自选择最为合适的安装位置，然后在供电区域中的某点或多点相连接。采用这种方式可降低对单台变流器容量的要求并提高系统的 可靠性高，在其中一套发电装置(含其中的蓄电池、逆变器等)出现故障情况下，仍可继续供电。但这种方式技术较为复杂，需要解决相距较远的两个或多个发电系统的输出电压、频率、相位以及电能互相传输等一系列技术问题。由于电力电子变流器的过载能力较弱，因而解决系统中各输出参量的协调控制尤为重要。 

发明内容

本发明针对多微源组成的微网电能质量问题，提出了一种微网多微源逆变器环流及电压波动主从控制方法，该方法可以使微源输出稳定的功率和电压，可以有效的抑制微源间环流的产生，还可以快速响应由于配电网和微源邻近负载投切引起的电压波动。 

本发明采取的技术方案是，微网多微源逆变器环流及电压波动主从控制方法包括主控制和从控制，其中由主控制器实现的主控制方法包括功率环、电压环和微网电流前馈环节： 

当微网系统处于孤岛运行模式时，微网系统额定有功功率、额定无功功率与微网系统实时有功功率、无功功率构成功率环，控制微网系统输出有功功率和无功功率；功率环输出的误差信号与微网系统额定电压、微网系统额定频率和微网系统实时频率一起处理，输出参考电压信号与微网实时电压组成电压环，控制微网系统输出电压幅值和频率；电压环误差信号经电压控制器后与微网系统实时母线电流构成微网电流前馈环节，输出主控制器控制信号；主控制器发出控制信号至各个从控制器，使逆变器输出满足微网系统所需的有功功率和无功功率；并使各个逆变器统一输出380V，50HZ的电压；从控制器由电压外环、电流内环双环控制组成；当微网系统处于并网运行模式时，微网系统额定有功功率和额定无功功率均经主控制器控制微网微源的能量输出，同时配电网实时电压、配电网实时频率经主控制器处理后，发出控制信号至各个从控制器，使逆变器输出满足微网系统所需的有功功率和无功功率；并使各个逆变器统一输出与配电网同步的电压，满足微网与配电网并网要求。 

本发明的工作原理是，所述微网多微源逆变器环流及电压波动主从控制方法适用于微网多微源逆变器系统，其中各种形式的微源的输出端输出非工频交流电，经整流器整流后转换为直流电，再经逆变器逆变成工频交流电，经电感-电容(LC)滤波器滤波后，通过静态开关STS连接到配电网。逆变器控制方式为PWM控制方式。工控机通过电压、电流互感器与微网和配电网相连；各个DSP控制板也通过电压、电流互感器与微网连接，并经由数据传输总线与工控机相连。