[发明专利]适用于交直流混合微电网的母线电压波动抑制方法及系统

说明书

本发明公开了一种适用于交直流混合微电网的母线电压波动抑制方法及系统，包括：根据AC/DC换流器交流侧在dq旋转坐标系下的电压动态方程分别设定d轴交流输出电流和q轴交流输出电流的观测方程；根据观测方程分别得到d轴交流输出电流的观测值与实际值之间的关系以及q轴交流输出电流的观测值与实际值之间的关系；根据母线电压的响应方程、d轴交流输出电流的观测值与实际值之间的关系以及q轴交流输出电流的观测值与实际值之间的关系，分别得到AC/DC换流器的d轴干扰抑制方程和q轴干扰抑制方程，用于消除AC/DC换流器交流侧输出电流对母线电压的扰动，从而抑制母线电压的波动。本发明能够有效抑制母线电压波动，提高系统稳定性。

技术领域

本发明属于交直流混合微电网稳定运行控制方法研究领域，更具体地，涉及一种适用于交直流混合微电网的母线电压波动抑制方法及系统。

背景技术

近年来，环境保护的沉重压力与化石能源的日渐枯竭使得利用清洁可再生能源的分布式发电技术成为研究的热点。微电网是一种将分布式电源 (DistributedGeneration，DG)、负荷和储能装置作为整体，既可并网运行也可孤岛运行的新型电网。微电网并网运行时，对电网而言，微电网只是一个整体接口，因而可将其看作是独立统一的可控单元；电网故障或需要检修时，微电网离网孤岛运行，维持对重要负荷的持续供电。依据微电网所接入母线类型的不同，微电网有三种结构形式：交流、直流以及混合型微电网；交流微电网是最常见的微电网结构模式；直流微电网能量变换过程少、效率高、损耗低，无需考虑电压相位及频率的控制问题，这些优点使得直流微电网的可控性及可靠性大大提高，但目前交流负荷仍然占绝大多数；交直流混合微电网既能同时满足交、直流负荷的需求，又能高效利用DG、增强微电网自身的稳定性和减少对主电网的冲击，被认为是未来高效开发和利用分布式能源的首选微电网模式。因此，迫切需要对交直流混合微电网运行控制技术进行深入的研究。

在孤立交直流微电网系统中，母线电压由于没有大电网的支撑而易于受到功率突变的扰动影响，负载切入切出、分布式电源出力改变等都会造成微电网中AC/DC换流器输出电流发生暂态变化，从而影响母线电压的稳定。同时由于系统参数变化、检测技术限制等因素的影响，通常难以获得控制对象的精确模型，这些未建模动态亦会导致换流器电压产生波动。尤其是在大扰动下，传统内环PI(Proportional–Integral)控制无法获得理想的动态响应特性，严重时将触发保护动作，致使系统崩溃。因此，微电网控制系统动态性能的提升对保证微网的稳定运行十分关键。采用PID (Proportion–Integral-Derivative)控制代替PI控制虽然可以在一定程度上提高系统的动态性能，但其快速性与超调量之间的矛盾仍然有待进一步解决。其它控制策略还包括滑模变结构控制、自抗扰控制和混合非线性控制等，但因过于复杂、运算速度限制和控制参数的敏感性等原因，在实际系统的应用并不多。

由此可见，现有技术无法有效实现交直流混合微电网的双向AC/DC换流器母线电压波动抑制，当外界功率扰动过大时甚至会恶化系统的稳定运行，导致微电网系统崩溃。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种适用于交直流混合微电网的母线电压波动抑制方法及系统，其目的在于，通过观测交流输出电流的扰动量，相应地对AC/DC换流器的交流输出电流扰动进行补偿，从而为AC/DC换流器的电压信号提供准确的参考值，进而抑制母线电压的波动，提高交直流混合微电网的稳定性。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种适用于交直流混合微电网的母线电压波动抑制方法，包括如下步骤：

(1)根据AC/DC换流器交流侧在dq旋转坐标系下的电压动态方程分别设定d轴交流输出电流和q轴交流输出电流的观测方程；

(2)根据d轴交流输出电流的观测方程得到d轴交流输出电流的观测值与实际值之间的关系，并根据q轴交流输出电流的观测方程得到q轴交流输出电流的观测值与实际值之间的关系；