[发明专利]一种电压不平衡时同步逆变器并网运行态势利导方法

说明书

本发明公开了一种电压不平衡时同步逆变器并网运行态势利导方法。首次将态势预测与利导方法相结合运用于并网同步逆变器，保证分布式电源在网侧电压不平衡条件下能持续稳定并网运行。包括电网电压不平衡时同步逆变器并网运行建模；基于负序电流的超实时态势预测；电网电压不平衡时并网同步逆变器态势利导方法三个部分。采用模拟同步发电机工作原理的同步逆变器，当网侧电压发生不平衡时，信息采集单元先提取不平衡分量，再进行数据处理及态势评估，对逆变器输出电流态势进行超前预测，然后在态势预测的基础上进行负序控制器的主动决策来实现态势利导功能，可有效抑制负序电流，降低电流不平衡度，使系统在电网电压不平衡时能继续稳定运行。

技术领域

本发明涉及微电网系统监测、分析和控制技术领域，特别涉及一种电压不平衡时同步逆变器并网运行态势利导方法。

背景技术

随着可再生能源渗透率不断提高，电力系统逐渐从集中式发电向分布式发电方向发展，大多数分布式可再生能源需要借助DC/AC变换器（逆变器）向电网输送电能，来实现友好并网，因此并网逆变器是实现分布式电源并网的重要组成部分，常见的分布式接口逆变器的控制方法有下垂控制、恒压恒频控制、PQ控制等，上述控制策略具有动态响应快的优点，但由于缺乏转动惯量，大量并网消弱了电网的惯性，影响系统稳定性；采用模拟同步发电机的工作原理，同步逆变器设计了虚拟转动惯量，在不改变电网现有运行方式的情况下，可使分布式能源友好并入电网，因此同步逆变器实现分布式电源并网的应用前景良好。

电网不对称故障或非对称负载故障导致电网电压不平衡，是电网常见的故障，当电网电压出现不平衡时，同步发电机向电网输入负序电流，加剧了电网电压不平衡，降低了电网的稳定性，而模拟同步发电机的同步逆变器也存在同样问题。当电网电压幅值不平衡度达到2%时，逆变器输出电流不平衡度上升到平衡时的5倍，影响了整个系统运行的稳定性，因此降低负序电流不平衡度是同步逆变器亟待解决的问题；为了解决该问题本发明首次将态势预测与利导方法相结合运用于并网同步逆变器，当分布式电源采用同步逆变器控制并网运行时，通过态势预测技术对逆变器输出电流进行超前预测，提前预知电流态势变化信息，然后在态势预测的基础上设定条件阈值使负序控制器进行主动决策来实现态势利导功能，可实时有效抑制负序电流的不平衡度，使系统在电压不平衡条件下能继续保持稳定运行。

将态势预测与利导运用于微电网中，重点是实现对自身运行态势的提前感知，通过预测未来的发展趋势可有效促进可再生能源的合理利用和友好并网；再在提前感知的基础上对系统未来发展态势进行评估，通过采取相应措施来实现对系统状态朝向有利方向的动态灵活调整和控制，将态势利导方法运用于微电网中可通过同步逆变器的控制策略来实现系统有利状态导向。

发明内容

针对电网电压不平衡时，同步逆变器向电网输入负序电流，加剧电网电压不平衡，降低电网运行稳定性的问题，本发明提供了一种电压不平衡时同步逆变器并网运行态势利导方法，其目的是利用态势感知方法对逆变器输出电流进行超前预测，结合电流不平衡度的态势评估结果，通过设定条件阈值控制逆变器负序控制器的投切来实现态势利导功能，从而来实时抑制负序电流，降低电流不平衡度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：包括同步逆变器并网运行控制系统：同步逆变器控制模块、逆变器输出端正负序电流/电压分解单元，电网侧电源端正负序电压分解单元；电压不平衡时系统参量的态势预测方法：逆变器输出端电流采集模块、电流态势识别与评估模块，电流态势预测模型；电压不平衡时系统态势利导执行方法：电流不平衡度态势呈现单元、态势利导判断条件的设定、条件阈值控制负序控制器投切的决策方法。

一种电压不平衡时同步逆变器并网运行态势利导方法，包括以下步骤：