[发明专利]一种交直流微网中多台双向换流器H∞

说明书

一种交直流微网中多台双向换流器H_∞分散协调控制方法，包括：在交直流混合微网中，用分散自适应逆下垂控制器对由多台并列运行双向换流器构成的系统进行控制；建立有功‑频率下垂控制下多台并列双向换流器状态空间表达式；基于平衡截断法，对求取得到的有功‑频率下垂控制下多台并列运行双向换流器状态空间表达式进行降阶处理，得到降阶后的多台并列运行双向换流器状态空间表达式；针对降阶后的多台并列运行双向换流器状态空间表达式，通过H_∞理论，以多台并列运行双向换流器系统H_∞性能指标最优为目标函数，求解得到各换流器的H_∞分散协调控制器。本发明使得系统的动态响应和稳态性能更优，在维持交直流微网频率稳定方面具有重要价值。

技术领域

本发明涉及一种交直流微网中多台并列运行双向换流器控制方法。特别是涉及一种交直流微网中多台双向换流器H_∞分散协调控制方法。

背景技术

微网技术能够高效整合利用可再生能源，为大规模可再生能源接入配电网提供了有效的途径。随着高比例分布式能源和直流负荷的日益增长，传统的交流微网或直流微网难以实现新能源的高效利用，亦难以满足用户多元化的电力需求，交直流微网综合了交流微网和直流微网的优势，受到越来越多学者关注。交直流微网存在并网运行模式和孤岛运行模式，相较于并网模式，在孤岛运行模式下，交直流微网由于失去了大电网的功率支撑，需要交直区或直流区来协同实现内部功率动态平衡和跟踪交直流微网的优化控制目标，而由多台并列运行双向换流器构成作为交流区子微网与直流区子微网的跨区互补通道，在维持交直流微网稳定运行方面起到重要作用。

目前，针对多台并列运行双向换流器控制方法国内外已有诸多研究，主要可以分为集中控制模式和分散控制模式。集中控制模式从全网的电压、电流、功率等状态信息进行优化控制，由中央控制器发布控制指令，能够协调各个单元的特性以达到全网状态最优，但是该控制模式十分依赖通信系统，一定程度上降低了系统的稳定性和可靠性，且无法实现分布式电源对“即插即用”的需求。相较于集中控制模式，分散控制模式对通信系统依赖较弱，且不需要中央控制器，系统控制目标分散在各个子控制器中实现，可以很好的满足分布式电源对“即插即用”的需求。下垂控制作为一种典型的分散控制方法，通过模拟发电机频率/有功静态特性实现传输功率的自动分配，无需通信线路，但其本质上是一种有静差调节，功率波动后系统的稳态频率和电压无法回复初始值，并且在功率出现剧烈波动的时候容易造成系统振荡。自适应逆下垂控制通过动态调节下垂系数可以做到无差调节，由于各个分散自适应逆下垂控制存在对下垂系数不必要地反复调节、各双向换流器之间出力没有协调的问题，导致系统稳定性降低，也无法建立自适应逆下垂控制器的准确数学模型的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种在一定程度上改善系统的动态响应和稳态性能，并且提高系统稳定性的交直流微网中多台双向换流器H_∞分散协调控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种交直流微网中多台双向换流器H_∞分散协调控制方法，用于交直流混合微网中由多台并列运行双向换流器构成的系统，包括如下步骤：

1)在交直流混合微网中，构造分散自适应逆下垂控制器，用分散自适应逆下垂控制器对由多台并列运行双向换流器构成的系统进行控制；

2)建立有功-频率下垂控制下单台双向换流器状态空间表达式，并建立有功-频率下垂控制下多台并列双向换流器状态空间表达式；

3)基于平衡截断法，对求取得到的有功-频率下垂控制下多台并列运行双向换流器状态空间表达式进行降阶处理，得到降阶后的多台并列运行双向换流器状态空间表达式；

4)针对降阶后的多台并列运行双向换流器状态空间表达式，通过H_∞理论，以多台并列运行双向换流器系统H_∞性能指标最优为目标函数，求解得到各换流器的H_∞分散协调控制器。