[发明专利]一种基于下垂控制的应急发电机组的预同步控制方法

说明书

本发明涉及应急微电网控制技术，旨在提供一种基于下垂控制的应急发电机组的预同步控制方法。包括：利用三相软件锁相环获得电网电压和应急发电机组的输出电压信息，由预同步控制器进行PI调节后输出，与下垂控制模块生成参数进行叠加，用于应急发电机组控制；在符合并网条件时，由预同步控制器发出闭合控制信号，驱动并网同步开关动作，实现应急发电机组的并联运行。本发明实现的复杂度不高，易于快速实现预同步。能提高逆变器输出电压对电网电压幅值相位追踪的快速性和稳定性。本发明提出的预同步逻辑能够保障在满足误差标准时执行并联动作，提高并联时的可靠性。

技术领域

本发明涉及应急微电网控制技术，特别涉及一种基于下垂控制的应急发电机组的预同步控制方法。

背景技术

以(车载柴油)应急发电机组为代表的应急微电网是在灾害导致城市配电网大面积停电时，对部分停电区域利用移动应急电源组网，以对其中的重要负荷进行供配电的系统。由于应急微电网中负荷难以预测，单台应急发电机组难以满足灾害条件下的大量负荷需求。因此应急发电机组的并联控制技术备受关注；同时，出现区别于传统微电网，灾害条件下应急发电机组之间的稳定通讯需求难以满足。基于下垂控制方法的应急柴油发电车，其输出呈现电压源特性，能够为孤岛运行模式下的应急微电网提供电压和频率支撑，并且能够给予本地信息实现应急组网中随机性负荷功率的自动均分，因此在应急组网中获得广泛的研究和应用。

通过对应急微电网和应急发电机组组网开关的控制，可实现应急发电机组的即插即用，能够应对应急微电网中的负荷功率变化。

现有技术中，为了解决电网电压和应急发电机组的并联预同步而导致并联电流冲击，通常是针对电网电压和应急发电机组输出电压频率和相位不一致，利用检测技术寻求两者过零点且相位差相对最小时刻闭合并联开关，从而在把投用时的冲击电流降到最小；或者通过限流电阻减小冲击电流。但以上方法都不能从根本上限制应急微电网中应急发电机组即插即用时导致的并联冲击电流。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种基于下垂控制的应急发电机组的预同步控制方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种基于下垂控制的应急发电机组的预同步控制方法，包括以下步骤：

(1)利用三相软件锁相环获得电网电压和应急发电机组的输出电压的幅值、频率和相位的信息；

(2)将步骤(1)中获得的信息作为预同步控制器的输入量，由其进行PI调节后输出同步频率量ω_sync和同步电压量V_sync；

(3)将同步频率量ω_sync和同步电压量V_sync与下垂控制模块生成的频率参考f和电压参考U叠加，得到调速器和励磁器的参考频率f_ref和参考电压U_ref，将其用于调速器和励磁器对应急发电机组的励磁电流和转速的控制；

(4)由并网误差检测模块执行并网逻辑检测，如果电网电压与应急发电机组输出电压之间的相位差Δθ、幅值差ΔV_m和频率差Δω满足预设范围，则视为符合并网条件；此时由预同步控制器发出闭合控制信号，驱动并网同步开关动作，实现应急发电机组的并联运行。

本发明中，所述步骤(2)具体包括：取步骤(1)获得的电网三相电压相位角θ_grid和d轴分量V_dgrid，以及应急发电机组输出的三相电压相位角θ_dg和d轴分量V_ddg；将其分别做差(相位角θ_grid和θ_dg做差，d轴分量V_dgrid和V_ddg做差)后进行PI调节，然后输出得到同步频率量ω_sync和同步电压量V_sync。