[发明专利]基于改进下垂算法的用于光伏低压微电网的功率控制方法

权利要求书

1.一种基于改进下垂算法的用于光伏低压微电网的功率控制方法，其特征在于，提供一个包括光电池组、换流器和负载在内的两换流器简化电路模型，包括以下步骤：

步骤S1:构建光电池组的数学模型；

步骤S2:根据光电池组的数学模型，得到换流器的输出电流；

步骤S3:从换流器中取出输出电流反馈，将输出电流反馈量乘以各自的下垂电阻，再将参考电平减去上述的乘积，得到修正的新的参考电平信号；

步骤S4:构建直流微电网的PDI算法模型；

步骤S5:根据PDI算法模型，计算参考电流；

步骤S6:将输入电流和输出电流用虚拟电阻表示，将输入电流和输出电流的PDI的方程式变换成虚拟电阻表示的函数，通过调整虚拟电阻，得到PDI算法模型的最小值；

步骤S7:若各换流器的输出功率相同，则PDI算法输出相等的负载电流，若此时输出电压误匹配,则将输出电压较低的的换流器的虚拟电阻值降低至负数，从而抬升了输出电压较低的的换流器的输出电压的值；输出电压较高的换流器的虚拟电阻值增加，就降低了输出电压较高的换流器的输出电压的值，使负载分配达到平衡；

步骤S8:若各换流器的输出功率不等，由各功率能得到各自的输出参考电流，把参考电流与实际的输出电流进行比较，如果实际电流小于参考电流，则减小下垂电阻；如果实际电流大于参考电流，则增大下垂电阻。

2.根据权利要求1所述的基于改进下垂算法的用于光伏低压微电网的功率控制方法，其特征在于：所述步骤S1具体为：

建立光电池组的数学模型，其非线性电压电路特性方程为：

其中，I_pv和V_pv是光电池组的输出电流和终端电压，I_rs是反向饱和电流，N_p是并联的太阳能电池数，N_s是串联的太阳能电池数，q是单位电荷量，A是二极管理想因数，k是玻尔兹曼常数,T是太阳能电池的温度；

牛顿-拉夫逊法方程如下

其中，x_n是x在n时刻的瞬时值；

利用上述式(1)和(2)，f(x)可以表示为如下形式

其中，x可以是I_pv或者V_pv。

3.根据权利要求1所述的基于改进下垂算法的用于光伏低压微电网的功率控制方法，其特征在于：所述步骤S2具体为：通过控制每一个换流器的参考电压来实现需要的负载分配状况，给每一个换流器输出端设置一个虚拟下垂电阻R_droop1和R_droop2，当虚拟电阻变化时，参考电压就可以得到调整，换流器的输出电流可以表示为：

其中，R₁和R₂分别是换流器1、2所连接的电缆电阻，R_L表示负载电阻。

参考电平用下垂电阻R_droop表示为

其中，I_L表示负载电流。

4.根据权利要求3所述的基于改进下垂算法的用于光伏低压微电网的功率控制方法，其特征在于：所述PDI算法模型具体为：直流微电网中，分布式电源相互并联，并且依据各自的输入功率按比例分配负载，由标准化分配电流差I_diff和输出电压偏移V_dev可以得到系统的PDI指标

其中,N_i表示基于额定负载电流的标准化分配电流差，N_v表示基于换流器参考电压的标准化电压偏移；

分配电流差和输出电压偏移可以表示为

其中，I_j及表示第j个换流器的参考电流、实际输出电流和实际输出电压。