[发明专利]混合下垂控制与模型预测电压控制的微网孤岛控制方法

权利要求书

1.一种混合下垂控制与模型预测电压控制的微网孤岛控制方法，其特征在于，包括：

步骤S1：确定微网逆变器系统输出的额定有功功率P₀、微网逆变器系统在频率下降时允许输出的最大功率P_max、电网额定角频率ω₀、微网逆变器系统最大输出功率P_max时允许的最小角频率ω_min、微网逆变器系统输出的额定无功功率Q₀、微网逆变器系统在电压下降至最小允许值时的最大输出无功功率Q_max、微网逆变器系统额定电压幅值U₀、微网逆变器系统允许的最小电压幅值U_min、直流侧电压V_dc、滤波电感值L_f、滤波电感内阻值R_f、滤波电容值C_f和电压型两电平微网逆变器的8种开关状态及对应的输出电压矢量；

步骤S2：基于ω₀、ω_min、P_max和P₀参数求取下垂控制的下垂系数m；基于U₀、U_min、Q_max和Q₀参数求取下垂控制的下垂系数n；

步骤S3：根据所述下垂控制的下垂系数m和n获得下垂控制方程，并求解参考电压矢量

步骤S4：确定微网逆变器输出电压矢量和电流矢量，以及确定负载Z上的电压矢量和电流矢量；

步骤S5：建立微网逆变器系统的状态空间方程；

步骤S6：对所述状态空间方程进行离散化，获得微网逆变器系统负载电压的离散数学模型；

步骤S7：对k时刻微网逆变器的输出电流、负载电压及负载电流进行采样，结合k时刻两电平微网逆变器8种开关状态所对应的8种输出电压矢量，代入负载电压的离散数学模型，获得k+1时刻的8个负载电压预测值；

步骤S8：将所述参考电压矢量在α轴和β轴上的分解量与k+1时刻的8个负载电压预测值在α轴和β轴上的分解量相比较，获得代价函数值；

步骤S9：保存代价函数值并对其进行排序，采用使得代价函数值最小的电压矢量所对应的开关状态应用于k+1时刻微网逆变器的控制；

步骤S10：重复步骤S7至S10，循环预测计算并进行控制。

2.根据权利要求1所述的混合下垂控制与模型预测电压控制的微网孤岛控制方法，其特征在于，所述下垂系数m和n的计算方式如下：

3.根据权利要求2所述的混合下垂控制与模型预测电压控制的微网孤岛控制方法，其特征在于，下垂控制方程的表示如下：

其中，P表示有功功率，Q表示无功功率。

4.根据权利要求1所述的混合下垂控制与模型预测电压控制的微网孤岛控制方法，其特征在于，所述微网逆变器输出电压矢量和电流矢量，负载Z上的电压矢量和电流矢量的表示如下：

其中：v_aN、v_bN、v_cN分别为微网逆变器A、B、C三相输出端相对于N点的电压；i_a、i_b、i_c分别为微网逆变器输出的A、B、C三相微网电流；v_al、v_bl、v_cl分别为负载端的A、B、C三相电压；i_al、i_bl、i_cl分别为流过负载的A、B、C三相电流；a为旋转矢量，特别地，j为复数虚部。

5.根据权利要求4所述的混合下垂控制与模型预测电压控制的微网孤岛控制方法，其特征在于，所述微网逆变器系统的状态空间方程表示如下：

其中：