[发明专利]一种并离网双模式合并的微电网平滑切换控制的方法

说明书

本发明公开了一种并离网双模式合并的微电网平滑切换控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）确定微电网主控单元逆变器采用的控制方式；2）分别运行PQ控制与V/f控制；3）合并并离网双模式控制策略；4）调制输出信号波形。这种方法能避免传统主从控制模式微电网在并离网切换过程中的出现的暂态电气量突变问题，有效缓解并离网切换暂态过程中对微电源、负荷、电气元件的干扰和冲击，保证系统稳定运行以及母线电压和频率的稳定，实现并离网的平滑切换，提高微电网内负载的供电可靠性，也可以减小对外部电网的影响。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体是一种并离网双模式合并的微电网平滑切换控制的方法。

背景技术

能源短缺的现实问题使得新科技革命下的分布式发电技术具有很大发展空间，微电网应运而生。微电网将光伏电池、风力发电机、蓄电池、负荷等单元通过公共连接点连接外部大电网，通过控制静态开关的关断，实现微电网的并网运行以及孤岛运行。当微电网是主从控制模式时，并网运行情况下，微电网内所有的分布式单元都采用PQ控制，由微电网和大电网共同为负荷供电；当大电网发生故障时，微电网需要转为孤岛运行模式，微电网内的一个储能单元作为主控单元，采用V/f控制，为主要负荷供电，提供电压和频率的参考和支撑，其余分布式单元为从控制单元，仍然采用PQ控制。针对传统主从控制模式下，微电网在并离网双模式切换过程中出现的暂态电气量突变问题，改进主控单元逆变器的控制方法，以实现并离网的平滑切换。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种并离网双模式合并的微电网平滑切换控制的方法。这种方法能避免传统主从控制模式微电网在并离网切换过程中的出现的暂态电气量突变问题，有效缓解并离网切换暂态过程中对微电源、负荷、电气元件的干扰和冲击，保证系统稳定运行以及母线电压和频率的稳定，实现并离网的平滑切换，提高微电网内负载的供电可靠性，也可以减小对外部电网的影响。

实现本发明目的的技术方案是：

一种并离网双模式合并的微电网平滑切换控制的方法，与现有技术不同的是，包括如下步骤：

1)确定微电网主控单元逆变器采用的控制方式：由微电网能量管理器采集到的主电网运行信息决定微电网操作模式，从而对微电网主控单元逆变器采用的控制方式进行控制：在电力系统计算机辅助设计系统中即PSCAD中搭建微电网仿真模型，微电网仿真模型遵循主从模式结构，该仿真模型中，所有分布式电源和负荷都连接在交流母线上，由交流母线连接至大电网，通过控制大电网与交流母线之间开关实现对微电网并离网状态的控制，开关合上时，微电网并网运行；开关断开时，微电网离网运行。并网运行情况下，微电网内所有的分布式单元都采用PQ控制，由微电网和大电网共同为负荷供电；当大电网发生故障时，微电网需要转为孤岛运行模式，微电网内的一个储能单元作为主控单元，采用V/f控制，为主要负荷供电，提供电压和频率的参考和支撑，其余分布式单元为从控制单元，仍然采用PQ控制。该仿真模型中设有永磁直驱风力发电机组和光伏阵列的两个从控制单元的分布式微电源，不论微电网并网运行还是孤岛运行，这两个从控制单元均采用PQ控制模式，蓄电池为主控微源，微电网并网运行时，采用PQ控制模式，微电网孤岛运行时，其采用V/f控制模式，微电网的交流母线通过公共连接点的断路器和变压器与大电网实现联网，负载在并网运行情况下，由微电网和大电网共同为其供电，在孤岛运行情况下，由微电网为其供电。如果主电网与微电网并网运行，微电网内的主控单元逆变器采用PQ控制，由微电网和大电网共同为负荷供电；当主电网发生故障时，微电网需要转为孤岛运行模式，微电网内的主控单元采用V/f控制，为主要负荷供电，提供电压和频率的参考和支撑，实现系统稳定运行；

2)分别运行PQ控制与V/f控制：微电网并网运行时，主控单元逆变器采用PQ控制模式，PQ控制器主要由功率外环控制部分和电流内环控制部分组成，功率外环控制部分的输出值是电流内环控制部分的输入值，在这种控制方式下，可使微电源按照系统的要求发出相应值的有功功率和无功功率，PQ控制器中电流内环的参考值由功率参考或设定的常数给出，使用功率外环控制的控制方程为：