[发明专利]基于自适应模式切换的下垂控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于自适应模式切换的下垂控制方法，适用于需要与微电网并联运行或者与大电网并网运行的微网储能逆变器。

背景技术

近年来，下垂控制(DROOP)技术作为一种新型的分布式发电控制技术，受到了学者的大量关注。基于DROOP的微网储能逆变器可以实现并网模式与孤岛并联运行模式之间的切换，而且不需要改变控制结构。储能电池在可再生能源微网的运行控制过程中具有重要的作用，可以作为微网稳定运行的组网电源，维持系统的电压和频率稳定，并可以实现微网离网-并网两种模式的无缝切换，但是它的价格昂贵且其寿命有限。为了延长储能电池的寿命，既要在系统频率正常的情况下保证并联微网储能逆变器的均流，又能保持在系统频率大幅扰动情况下微网储能逆变器的恒功率运行，以防止储能电池的过冲与过放。

为此，人们做了各种研究，如题为“Indirect current control algorithm for utility interactive inverters indistributed generation systems”，Hyosung Kim，Taesik Yu，Sewan Choi，《IEEE Transactions on Power Electronics》，2008，23(3)，1342-1347(“分布式发电系统中间接电流控制算法在并网逆变器中的应用”，《IEEE学报-电力电子期刊》2008年第23卷第3期第1342～1347页)的文章；该文提出了采用间接电流控制的办法来实现模式切换，这种控制方案增加了额外的隔离变压器，导致成本较高。

题为“Design of parallel inverters for smooth mode transfer microgrid applications”，Chen，Chien-Liang，Yubin Wang，et al，《IEEE Transactions on Power Electronics》，2010，25(1)，6-15(“并联逆变器的无缝模式切换技术在微网应用中的设计”，《IEEE学报-电力电子期刊》2010年第25卷第1期第6～5页)的文章；该文提出了一种采用网络通讯线实现微网逆变器并网与孤岛模式之间无缝切换的解决方案，这种控制方案增加了控制的复杂程度，致使其稳定性降低。

题为“Control for grid-connected and intentional islanding operations of distributed power generation”，Balaguer，I.J.，Qin Lei，et al,《IEEE Transactions on Industrial Electronics》，2011，58(1)，147-157(“分布式发电的并网与故意孤岛运行模式的控制方法”，《IEEE学报-工业电子期刊》2011年第58卷第1期第147～157页)的文章；该文提出了一种电网故障时的模式切换技术，但是由于没有考虑储能电池的出力状况，因而会影响储能电池的寿命。

题为“A novel seamless transfer control strategy based on voltage amplitude regulation for utility-interconnected fuel cell inverters with an LCL-filter”，Guoqiao Shen，Dehong Xu，Xiaoming Yuan,《Power Electronics Specialists Conference 2006.PESC》，2006，37th.IEEE，2006，1-6(“一种新的基于电压幅值控制的带有LCL滤波器的并网燃料电池逆变器的无缝切换控制策略”，《第三十七届电力电子专家会议》2006年第6期第1～6页)的文章；该文提出了采用输出电压幅值调节来实现模式的无缝切换，但没有考虑系统频率大扰动情况下储能电池的充放电情况。

综上所述，现有技术均未涉及在微网储能逆变器并网运行的系统中，在系统的频率发生波动时，既能保证系统频率正常情况下并联微网储能逆变器的均流，又能保持系统频率大幅扰动情况下微网储能逆变器的恒功率运行，来防止储能电池过冲或者过放以延长储能电池的寿命。

发明内容