[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

说明书

本发明涉及交直流混合微电网与配电网领域，具体为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，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，所述从属电压源型交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，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。本发明具有电压补偿和电流限制的效果，即保证了交流直流混合微电网中交流母线所挂负载的电压稳定，又保证了交直流混合微电网中电力电子器件的安全。

技术领域

本发明涉及交直流混合微电网与配电网领域，具体为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。

背景技术

交直流混合微电网是一个包含负荷、储能设备、交直流发电装置和双向AC/DC功率变换器的集合体。其运行模式分为孤岛模式和并网模式。当运行于孤岛模式时，交直流混合微电网是一个自给自足的独立系统。当运行于并网模式时，交直流混合微电网与配电网连接，配电网为其交流子网提供电压支撑；交直流混合微电网的微电源发出的功率多于负荷的需求时，交直流混合微电网向配电网传输一部分功率，反之，配电网向交直流混合微电网传输一部分功率。交直流混合微电网的运行模式决定了其在并网模式下会受到配电网的影响。当配电网侧发生故障导致配电网侧电压跌落、骤升或不平衡时，交直流混合微电网的交流母线电压也会发生相应的变化，这会影响到交流母线所挂负载的正常运行，严重时会在交直流混合微电网的并网接口(并网接口即交直流混合微电网的交流母线与配电网间的接口，其中配电网和交直流混合微电网的交流母线之间线路的电阻为R_l，电抗为L_l)产生故障大电流，威胁到电力电子器件的安全。现有技术多针对交流微电网、直流微电网和交直流混合微电网中微电源对电压跌落和不平衡的故障穿越能力，很少考虑交直流混合微电网对配电网电压变化和故障电流的故障穿越能力。因此，交直流混合微电网的发展推广受到了限制。

发明内容

本发明的目的在于解决配电网发生电压跌落、骤升或不平衡时导致交直流混合微电网的交流母线电压不能维持恒定，严重时甚至导致并网接口产生故障大电流，从而影响或损坏电力电子器件的问题，提供了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。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种交直流混合微电网与配电网间的电路环节，包括从属电压源型变流器(Slave Voltage Source Converter，VSCs)、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。

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，该方法是通过本发明所述的一种交直流混合微电网与配电网间的电路环节实现的，具体包括以下步骤：

(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；

(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(Master Voltage Source Converter，VSC_M)在恒功率控制模式(PQ)下工作，本发明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：