[发明专利]一种低压直流微电网的并网控制策略

说明书

本发明是一种低压直流微电网的并网控制策略，其特征是，它包括：逆变器下垂控制模型的建立、基于下垂控制的并网欲同步控制算法的建立和欲同步控制算法流程的内容，经过仿真分析，逆变器在电压电流双闭环控制作用下，输出电压严格遵循参考值，并且逆变器输出侧所接的LC滤波器滤除了高次谐波，改善了电压质量，严格遵循正弦输出。并网操作时，微网逆变器输出电压在极短的时间内便追踪主网电压并达到完全同步协调运行，过程没有出现电压震荡和冲击电流，实现了准确的并网操作，验证了该算法的有效性。具有科学合理，适用性强，控制准确等优点。

技术领域

本发明涉及低压直流微电网技术领域，是一种低压直流微电网的并网控制策略，能够使低压直流微电网通过逆变器变换为三相交流电,并达到并网的条件。

背景技术

在用电侧需求接近的情况下，分布式发电相比集中式发电具有传输损耗小，能源利用率高等优点。微电网是由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统。微电网按结构可分为直流微电网，交流微电网和交直流混合微电网。微网有孤岛和并网两种运行模式。微网在并网过程中，由于电压峰值、频率和相位的偏差，若直接并网，会引起巨大的冲击电流，对微网和主网的安全稳定运行造成很大的损害。在传统锁相技术条件下，针对并网操作时对主网电压锁相并使逆变器输出电压跟踪主网电压，存在较大的时延和不稳定因素，影响并网操作的安全性和稳定性，所以在实施并网合闸前，必须对微网进行预同步控制，以实现微网电压完全跟踪主网电压。

本专利面向低压直流微电网，在三相电压源型逆变器拓扑结构下，提出了一种微网逆变器并网预同步控制算法，该控制算法以下垂控制为基础，控制微网逆变器输出电压对电网电压相位的追踪与同步，实现微网孤岛模式和并网模式的安全切换。

发明内容

本发明的目的是提供一种科学合理，适用性强，控制准确的低压直流微电网的并网控制策略，使得直流微电网所接逆变器的输出电压完全跟踪主网，完成准确的并网控制。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种低压直流微电网的并网控制策略，其特征是，它包括的内容有：

1)逆变器下垂控制模型的建立

利用PARK变换将逆变器输出的abc三相静止坐标量变换成dq两相旋转坐标量，将三相输出电压v_oabc和三相输出电流i_oabc变换成dq两相电流v_od、v_oq和i_od、i_oq，利用式(1)计算瞬时有功、无功功率，

为消除瞬时功率中的高频纹波，提高输出功率的稳定性，式(1)得到的瞬时功率还需要通过低通滤波器得到其平均功率，作为P-f和Q-V下垂控制模块的功率输入信号量，平均有功和无功功率计算为式(2)，其中ω_c为低通滤波器的截止频率，

通过P-f和Q-V下垂特性计算得到参考电压幅值V_ref和相角θ，经电压合成环节得到三相静止坐标系的参考电压V_{abc_ref}，再经过PARK变换后作为电压电流双闭环控制环节的输入参考电压V_dref和V_qref；

采用电压外环，电流内环的控制结构，通过比例积分控制器以消除电压、电流偏差，比例系数为K_I，电流内环的开环传递函数为式(3)，

T_I为电流采样时间常数，采用比例积分控制器进行校正，电压外环开环传递函数为式(4)，