[发明专利]一种交直流混合微电网与配电网间的电路环节及控制方法

权利要求书

1.一种交直流混合微电网与配电网间的电路环节的控制方法，其特征在于，该方法是通过一种交直流混合微电网与配电网间的电路环节实现的，所述电路环节包括从属电压源型变流器、三相LC低通滤波器和三相变压器，所述从属电压源型变流器的直流侧与交直流混合微电网的直流母线相连接，所述从属电压源型变流器的交流侧通过三相导线连接至三相LC低通滤波器的一端，所述三相LC低通滤波器的另一端连接至三相变压器的二次侧，所述三相变压器的一次侧串联在交直流混合微电网的交流母线和配电网之间；所述控制方法具体包括以下步骤：

步骤1：采集配电网的三相电压U_sk，k＝a，b，c；采集流过交直流混合微电网交流母线与配电网间线路的三相电流i_sk，k＝a，b，c；采集三相LC低通滤波器的滤波电容三相电压U_ck，k＝a，b，c；采集三相LC低通滤波器的滤波电感三相电流i_fk，k＝a，b，c；采集交直流混合微电网的交流母线所挂负载的三相电压U_Lk，k＝a，b，c；

步骤2：当配电网的三相电压U_sk的幅值在其±80％的额定电压幅值范围内变化时，交直流混合微电网自身的主电压源型变流器在恒功率控制模式下工作，所述电路环节工作在电压补偿控制模式下，其具体控制步骤如下：

步骤2.1：通过锁相环生成配电网三相电压的正弦参考信号和交直流混合微电网交流母线所挂负载三相电压的正弦参考信号，两个正弦参考信号相同，故配电网三相电压和交直流混合微电网交流母线所挂负载三相电压的参考值相等，且均定义为U_refk，k＝a，b，c；

步骤2.2：将配电网的三相电压参考值和所述交直流混合微电网的交流母线所挂负载三相电压的参考值之和即二倍的U_refk减去采集到的配电网三相电压U_sk和交直流混合微电网交流母线所挂负载三相电压U_Lk即可得到补偿电压的参考值U_cref；

步骤2.3：将生成的补偿电压参考值U_cref和采集到的滤波电容三相电压U_ck相减得到的误差信号输入比例积分调节器来产生控制信号，该控制信号来控制PWM脉冲发生器产生PWM脉冲信号，从而使所述从属电压源型变流器输出三相补偿电压U_c′_k，该三相补偿电压U_c′_k与配电网三相电压U_sk相加得到交直流混合微电网交流母线所挂负载三相电压U_Lk，即U_sk+U_c′_k＝U_Lk，实现对交直流混合微电网与配电网间的电路环节在电压补偿模式下的控制，以保证交直流混合微电网交流母线所挂负载的电压在配电网电压发生变化时始终维持恒定；

步骤3：当配电网的三相电压U_sk的幅值超过其±80％的额定电压的幅值范围时，交直流混合微电网自身的主电压源型变流器在恒压恒频控制模式下工作，所述电路环节在电流限制控制模式下工作，其具体控制步骤如下：

步骤3.1：设置一个交直流混合微电网和配电网之间线路的电流阈值I_T，根据公式计算注入虚拟电抗L_inj的值,其中，R₁和L₁分别为交直流混合微电网交流母线与配电网之间线路的电阻和电抗，L_inj为交直流混合微电网与配电网间的电路环节在限流模式下呈现的虚拟电抗，ω表示角频率，其中ω＝2πf，f为额定频率，f取50Hz；

步骤3.2：由公式U_cref＝i_sk×jωL_inj计算补偿电压参考值U_cref；

步骤3.3：补偿电压参考值U_cref和采集到的滤波电容三相电压U_ck相减得到误差信号，将误差信号输入到电压调节器中，并将电压调节器的输出信号作为所述电路环节的滤波电感电流参考信号，将此滤波电感电流参考信号定义为i_fref；

步骤3.4：将滤波电感电流参考信号i_fref和采集到的滤波电感三相电流i_fk相减得到的误差信号输入到电流调节器中来产生控制PWM脉冲发生器的脉冲信号，从而实现对交直流混合微电网与配电网间的电路环节在电流限制模式下的控制，以抑制交直流混合微电网的交流母线和配电网之间因巨大的压差产生的大电流。