[发明专利]一种低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制方法

说明书

本发明公开了一种低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制方法，包括三相逆变器、下垂控制、电压电流双闭环控制三个部分。本发明提出的控制方法不仅在线路呈阻感特性情况下仍能实现对低压微电网电能质量灵活而有效的控制，而且适用于并网／孤岛2种运行模式，可对上层能量管理系统给定的参考指令进行快速跟踪，实现各分布式电源输出功率的合理分配。同时，通过实时优化参考指令进行跟踪，较好地解决了功率的合理分配问题，且环流较小，该控制策略避免了微电网模式切换过程中的控制策略切换，可减少微电网系统控制的复杂度。

所属技术领域

本发明涉及一种三相逆变器控制方法，尤其涉及一种低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制方法。

背景技术

作为智能电网与第三次工业革命中能源互联网的重要组成部分，微电网是一种由负荷和微电源（即微电网中的分布式电源）共同组成的可控区域性系统。为了能与电力系统友好地融合，实际应用中的微电网需要在通信网络的支撑下通过配网级、微电网级和单元级3个层次控制系统间的协调合作。该协调合作一般可由微电网级中央控制器进行集中控制和优化管理，协调整个层次控制系统；微电网中光伏发电、风力发电等基于可再生能源的分布式发电单元级的就地控制器负责采集系统运行数据、传输控制指令以及保持系统电压和频率稳定性。微电网在并网运行时，由于电网可以稳定系统的频率，就地控制单元一般不需要进行频率调节，分布式发电单元的逆变器一般采用PQ 控制，输出中央控制器指定的有功和无功功率；在孤岛运行时就地控制单元则通常需基于下垂控制方法自动跟踪负荷变化以维持系统电压和频率稳定。这种传统的微电网控制策略决定了分布式电源逆变器在微电网运行方式发生改变时需要及时改变控制模式，这必然增加控制模块设计和实际操作的复杂性。

此外，尽管常规下垂控制在线路感性占优的中压电网中已被验证对调控电压幅值和频率具有比较理想的效果，但下垂控制的原理决定了其控制性能对线路阻感比（R／X）具有高度的依赖性。

发明内容

为了克服常规下垂控制系统不稳定并难以实现对电能质量有效控制的难题，本发明提出一种低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制方法，包括三相逆变器、下垂控制、电压电流双闭环控制三个部分。

所述三相逆变器电路由六个带反并联二极管的IGBT组成的桥式电路构成。

所述下垂控制采用PQ-fU功率耦合下垂控制，且参数可根据上层中央控制器下达的优化调度指令实时进行调整。

所述电压电流双闭环控制通过电压环和电流环的控制，采用PWM调制的方式得到逆变器开关控制信号。

本发明的有益效果是：本发明提出的控制方法不仅在线路呈阻感特性情况下仍能实现对低压微电网电能质量灵活而有效的控制，而且适用于并网／孤岛2种运行模式，可对上层能量管理系统给定的参考指令进行快速跟踪，实现各分布式电源输出功率的合理分配。同时，通过实时优化参考指令进行跟踪，较好地解决了功率的合理分配问题，且环流较小，该控制策略避免了微电网模式切换过程中的控制策略切换，可减少微电网系统控制的复杂度。

附图说明

图1 三相逆变器。

图2 下垂控制框图。

图3 电压电流双闭环控制。

具体实施方案