[发明专利]一种基于自抗扰控制的光储微网系统及无功支撑控制方法

说明书

本发明提供了一种可提供无功支撑的微电网并网控制系统及无功制成控制方法。该微电网并网控制系统包括含有储能装置和其他微源的微电网、配电网、检测采集模块、数据转换器和储能单元控制模块，所述微源和储能单元经过直流变换器、逆变器、滤波器于并网点连接于配电网上。本发明提供的微电网并网控制系统利用储能装置的无功调节能力来实现快速有效的动态无功支撑，确保并网点电压保持在安全要求范围内，提高电网稳定性和供电可靠性，突显微电网自身的灵活性；控制模块中的自抗扰控制技术具有较好的控制品质、良好的抗干扰能力和很好的鲁棒性，使无功支撑控制具有超调小、响应速度快、控制精度高等优点。

技术领域

本发明属于电力系统运行控制领域，具体涉及一种可提供无功支撑的微电网并网控制系统及无功支撑控制方法。

背景技术

在能源需求和环境保护的双重压力下，以光伏、风力发电为代表的分布式电源得到快速发展。作为分布式电源的有效利用工具，微电网技术也成为了当前的研究热点。光储微电网与配电网并网运行，当光照等环境条件改变、用电负荷变化以及出现短路等故障时，都会引起公共连接点(PCC)电压的明显波动，严重时甚至会出现电压越限，此时需要电力补偿设备迅速调节联络线潮流，向电网注入或从电网吸收一定的无功功率，对失稳电压进行支撑，保持并网点电压在要求范围内，提高电网稳定性和供电可靠性。

传统的方法是投入SVG和SVC等无功补偿装置进行固定的无功补偿，但这会增加投入成本且难以实现并网点电压的动态调节。目前也有提出利用光伏并网逆变器的无功功率调节能力来提供无功支撑，但光伏逆变器受其容量的限制，在有功满发时无功输出能力较弱；且光伏逆变器易受太阳光间歇性、随机性特点的影响，无法提供快速稳定的电压支撑。

微电网中的储能系统正好具备快速的不易受影响的无功调节能力，可以作为微网系统的有效无功源，实现无功支撑控制。目前对储能逆变器的常用控制方法为PI控制器，但PI控制器依赖于被控对象的精确模型，其好的动态品质余度不大，需根据环境变化经常调整增益，且具有超调与快速性之间的固有矛盾，所以在强干扰及非线性系统控制中难以获得满意的控制效果。自抗扰控制技术是中科院研究员韩京清先生针对PID控制器缺点提出的一种非线性鲁棒控制技术，它具有良好的抗干扰能力和控制效果，不受被控对象模型和周围环境变化的影响，在未知强非线性和不确定强干扰作用下仍能保证控制精度,显示出良好的工程应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于自抗扰控制的光储微网系统，保持并网点电压在安全要求范围内，提高电网稳定性和供电可靠性。

本发明的另一目的是提供一种基于自抗扰控制的光储微网系统的无功支撑控制方法，，保持并网点电压在安全要求范围内，提高电网稳定性和供电可靠性。

为此，本发明提供了一种基于自抗扰控制的光储微网系统包括含有储能装置的微电网和含有微源的微电网、配电网、检测采集模块、数据转换器和储能单元控制模块，所述微源和储能单元分别经过直流变换器、逆变器、滤波器于并网点连接于所述配电网上；

所述检测采集模块用于采集所述储能单元与配电网连接的并网点的三相交流电压和三相交流电流；

所述数据转换器与所述检测采集模块连接，用于根据所述并网点处的三相交流电压和三相交流电流计算出所述并网点电流的直流信号和并网点电压的实时有效值；

所述储能单元控制模块在所述并网点电压的实时有效值超出要求范围时，控制所述储能装置运行在无功支撑控制模式下，向所述电网注入或从所述电网吸收无功功率，使得所述并网点的电压稳定在所述要求范围之内；在所述并网点电压的实时有效值位于所述要求范围时，控制所述储能装置运行在恒定电流模式下，保持所述储能装置输出电流恒定，不影响所述并网点的电压；所述数据转换器将所述并网点处的三相交流电压和三相交流电流通过三相静止坐标系变换至两相同步旋转坐标系，得到所述储能装置在并网点电流的直流信号和并网点电压的实时有效值。