[发明专利]一种基于滑模控制的微网下垂控制优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及微网下垂控制设计领域，尤其是涉及一种基于滑模控制的微网下垂控制优化方法。

背景技术

分布式电源和储能设备(蓄电池、高速飞轮等)一起可组合成微型电网(简称微网)向关键负荷高质量地不间断供电。微网既可以作为一个独立的系统满足用户侧需求，又可以与大电网联网运行，提高供电可靠性，具有较强的灵活性和可调度性。

为了满足微网内部用户用电的不间断的需求，微网需要在联网状态和孤岛状态进行自由地无缝切换。现有技术中提出的双模式逆变器，联网运行采用PQ电流控制、独立运行采用V-f控制，现有技术中还采用主从控制与下垂控制结合的方法，联网运行时采用PQ控制，孤岛运行采用下垂控制，通过联网和孤岛情况下采用不同的控制策略来实现微网运行状态的切换，由于孤岛检测延时和通讯延时会导致切换过程失败。现有技术采用下垂控制方法，下垂控制由于只需要利用本地信息，且在不同的运行状态下不需要改变控制方法，微网中大量采用下垂控制来提高稳定性和可靠性，并可实现一个完全自治的系统。但是传统的下垂控制的缺点明显，不同运行状态下频率不同导致控制性能较差，线路阻抗不匹配导致功率均分效果差，稳定裕度低，不能有效的运行在微网所有的状态。基于下垂控制方法的微网稳定性可以通过补偿控制或者自适应下垂参数控制来提高，但稳定性的提高带来频率调整的范围减小，功率分配精度变差。为了提高下垂控制中功率分配精度，有效的方法就是用功角-有功功率下垂来替代频率-有功功率下垂，功角下垂最主要的优点就是可以使频率为一个恒值，但是会带来系统稳定裕度低的问题，特别是在功角较大的时候。在现有技术中还提出一个利用通信网络的集中控制策略，可以在线调整功角给定值。但是，在利用本地信息进行分散控制的自治微网中嵌入通信系统来实现集中控制器的数据交换，推广性不大。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于滑模控制的微网下垂控制优化方法，针对分布式电源通过逆变器组成的微网采用下垂控制时稳定裕度低和功率分配精度不够的问题，提出来通过采用相角和频率下垂控制环级联的方式，满足功率均分精度，应用滑模控制方法设计一个非线性控制器，为电压环提供一个补偿信号，增加了系统鲁棒性，从而保证系统能在大扰动情况下保持稳定。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于滑模控制的微网下垂控制优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)分析两分布式电源DG微网的结构，计算微网内部潮流；

2)每个DG给母线提供有功P和无功功率Q分别为：

P=ER2+X2(XVLsinδDG+R(E-VLcosδDG))]]>