[发明专利]一种基于自适应虚拟阻抗的电网无功均分控制方法

权利要求书

1.一种基于自适应虚拟阻抗的电网无功均分控制方法，包括以下步骤：

S1、分析传统下垂控制方法，得到分布式电源有功功率和无功功率的表达式；分布式电源有功功率和无功功率的表达式分别为：

其中：E_i表示第i个分布式电源的输出电压幅值，V_PCC为公共母线的交流电压幅值，δ_i为功角，R_li，X_li分别为线路的电阻和电抗；

S2、由1得到传统P-f下垂控制表达式和传统Q-E下垂控制表达式；

传统P-f下垂控制表达式为：

ω_i＝ω₀-mp；

m＝Δω/p_imax；

其中：ω₀和ω_i分别为第i个DG单元的额定角频率和参考角频率；m为频率的下垂系数；Δω为逆变器所允许的最大频率偏差；P和P_max分别为第i个DG单元的实际和最大实际输出功率；

S3、引入自适应虚拟阻抗，自适应调节分布式电源每个DG单元的无功功率；

S4、仿真验证本控制方法的有效性和可行性。

2.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟阻抗的电网无功均分控制方法，其特征在于，在步骤S1中，当线路阻抗主要呈现感性时，有XR，此时，电阻可以忽略不计，分布式电源有功功率和无功功率的表达式为：

P_i＝E_iV_pccδ_i/X_li；

Q_i＝(E_iV_pcc-V²_pcc)/X_li；

其中：式中，E_i表示第i个分布式电源的输出电压幅值，V_PCC为公共母线的交流电压幅值，δ_i为功角，R_li，X_li分别为线路的电阻和电抗。

3.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟阻抗的电网无功均分控制方法，其特征在于，在步骤S3中调节虚拟阻抗之前需获取无功功率Q和无功功率需求Q^*的值。

4.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟阻抗的电网无功均分控制方法，其特征在于，在步骤S3中，自适应虚拟阻抗的具体表达为：

其中：固定虚拟电感，k_iQ是调整虚拟电感的积分增益。

5.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟阻抗的电网无功均分控制方法，其特征在于，在步骤S2中传统Q-E下垂控制表达式为：

E_i＝E₀-nQ；

n＝ΔE/Q_imax；

其中E₀和E分别为DG单元的额定电压幅值和参考电压幅值；ΔE是为逆变器允许的最大电压偏差；n为电压幅度的下垂系数；Q和Q_max分别为第i个DG单元的实际和最大无功功率输出。

6.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟阻抗的电网无功均分控制方法，其特征在于，在步骤S3中，分布式电源中的逆变器无功功率需求表示为：

其中，Q_rated为逆变器的总额定无功功率，Q_total为微网逆变器接收到的所有逆变器的无功功率之和，Q^*为每个DG单元的无功需求。

7.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟阻抗的电网无功均分控制方法，其特征在于，在步骤S4中，采用含有两台DG单元的微电网微结构仿真模型来进行仿真验证。

8.根据权利要求1所述的一种基于自适应虚拟阻抗的电网无功均分控制方法，其特征在于，在步骤S4中，分别采用传统下垂控制方法和基于自适应虚拟阻抗的电网无功均分控制方法来对仿真模型进行仿真，得到功率性能图。