[发明专利]一种基于功率偏差量一致性控制的微电网下垂控制方法

说明书

本发明公开一种基于功率偏差量一致性控制的微电网下垂控制方法，构建分布式微电网控制结构；检测各逆变器输出电压和电流获得有功功率和无功功率；通过微电网参数得到系统角频率参考值和系统电压参考值；利用本地频率偏差量与相邻单元频率偏差量经PI控制器得到频率控制补偿量；利用本地电压偏差量与相邻单元电压偏差量的权重误差经控制器得到电压控制补偿量；利用本地及相邻单元的下垂系数与有功功率的乘积的权重误差经PI控制器得到无功功率分配调节量；获取系统角频率参考值和电压参考值并进一步得到指令信号送入PWM调制器控制逆变器中功率器件通断。本发明实现了微电网逆变器的频率和电压的无差控制，确保逆变器输出无功功率按比例分配。

技术领域

本发明涉及一种分布式发电及电力电子技术，具体为一种基于功率偏差量一致性控制的微电网下垂控制方法。

背景技术

近几十年来，能源危机和环境污染问题越来越严重。为了缓解能源危机和环境污染问题，国内外的专家学者提出了以可再生能源为主要发电形式的分布式发电技术。然而，大量分布式电源(DG)在连网的同时，也带来了很多不利的后果。为了减轻分布式电源对大电网的冲击，人们提出了微电网技术。分布式电源的输出电压幅值和输出频率是衡量电能质量的重要指标，只有将其稳定在各自的额定值附近才能保障电力系统安全可靠的运行。

在孤岛运行模式，为了使电压幅值和频率稳定，研究人员们采取了下垂控制策略，然而下垂控制是一种有差控制方式，为了使系统的输出电压幅值和输出频率恢复到各自的额定值，引入了微电网二级控制。传统的微电网二级控制采用中央控制器的集中控制结构，但这种结构存在很多缺陷，使得系统的可靠性和可扩展性变差，比如通信网络复杂，通信量大，且不具备“即插即用”的功能等。另外，线路阻抗对微电网多逆变器并联的无功功率分配有直接影响，使其不能按照下垂系数进行反比例分配，而现有的加入虚拟阻抗的解决方法也会使逆变器输出电压大幅降低，影响逆变器的输出电能质量。所以有必要提出一种分布式的对逆变器输出电压、频率、无功功率分配进行综合治理的协同控制方法。

发明内容

针对现有技术中微电网控制影响逆变器的输出电能质量等不足，本发明要解决的问题是提供一种可对逆变器输出电压、频率、无功功率分配进行综合治理的的基于功率偏差量一致性控制的微电网下垂控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种基于功率偏差量一致性控制的微电网下垂控制方法，包括以下步骤：

1)将分布式电源视为独立节点，构建分布式微电网控制结构，各分布式电源之间为双向通信，分布式电源简化为直流恒压源，分布式电源通过电压型三相有源逆变器后经LC滤波器接入微电网公共节点；

2)检测各逆变器输出电压u_oabc和电流i_oabc，经Clack和Park坐标变换，获得变换后的旋转坐标系直轴电压分量u_od、交轴电压分量u_oq、直轴电流分量i_od以及交轴电流分量i_od；

3)将步骤2)中所得u_od、u_oq、i_od、i_od代入功率计算公式，获得有功功率P_i和无功功率Q_i；

4)将微电网输电线路阻抗视为感性，采用p-ω/Q-V下垂控制方式，确定各分布式电源有功下垂系数m_i和无功下垂系数n_i，经下垂控制得到系统角频率参考值ω_i和系统电压参考值V_i；

5)将本地频率偏差量与相邻单元频率偏差量的权重误差作为PI控制器的输入信号，PI控制器输出为频率控制补偿量Vω；

6)将本地电压偏差量与相邻单元电压偏差量的权重误差作为PI控制器的输入信号，PI控制器输出为电压控制补偿量VV；