[发明专利]一种提高微电网下垂无功补偿性能的方法

说明书

本发明一种提高微电网下垂无功补偿性能的方法，包括：1)建立微电网逆变器输出有功、无功功率数学模型；2)对步骤1)中逆变器输出有功、无功功率数学模型进行化简；3)建立输出无功‑电压下垂控制方程；4)根据微电网中输电线路阻抗造成的电压降方程，提出一种改进电压补偿相；5)将步骤3)输出无功‑电压下垂控制方程中下垂系数修改为新型自适应下垂系数；6)将步骤4)中改进电压补偿相和步骤5)中新型自适应下垂系数引入步骤2)逆变器输出无功功率数学模型中，得到新的控制方程，代替原些微电网下垂无功补偿控制方程，提高微电网下垂无功补偿性能。本发明通过引入电压补偿相和自适应下垂系数来增加电压分配精度和减少无功补偿范围。

技术领域

本发明涉及一种提高微电网下垂无功补偿性能的方法，具体涉及一种将改进电压补偿相及自适应无功下垂系数引入至下垂无功补偿控制系统中，来消除微电网电压稳态偏差和减少无功补偿范围。

背景技术

随着电网容量不断增加，区域电网结构复杂化，为了提高对可再生能源发电的支持，实现可再生能源规模化应用，需要大力发展微电网。微电网通过公共接入点(PublicConnection Point,PCC)与公共电网并列运行，电压受公共电网牵制。在微电网逆变装置控制系统中，大多采用PQ下垂控制和恒压恒频(V-f)控制。传统下垂控制策略通过模拟传统同步发电机的下垂特性，对逆变装置输出有功-频率、无功-电压进行独立解耦控制。但在微网实际运行过程中，存在线路阻抗分布不均匀、输出压降非线性等问题，这就会导致功率分配存在误差、电压稳定性能下降等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高微电网下垂无功补偿性能的方法，该方法以双电源点等效模型建立微电网功率数学表达式，得到并网逆变器线性下垂控制方程，针对传统下垂电压调节过程中存在分配误差且无功补偿增减幅度过大问题，该方法通过引入电压补偿相和自适应下垂系数来增加电压分配精度和减少无功补偿范围。

本发明采取如下技术方案来实现的：

一种提高微电网下垂无功补偿性能的方法，包括以下步骤：

1)建立微电网逆变器输出有功、无功功率数学模型；

2)对步骤1)中逆变器输出有功、无功功率数学模型进行化简；

3)根据步骤2)逆变器输出无功功率数学模型，建立输出无功-电压下垂控制方程；

4)根据微电网中输电线路阻抗造成的电压降方程，提出一种改进电压补偿相；

5)将步骤3)输出无功-电压下垂控制方程中下垂系数修改为新型自适应下垂系数；

6)将步骤4)中改进电压补偿相和步骤5)中新型自适应下垂系数引入步骤2)逆变器输出无功功率数学模型中，得到新的控制方程，代替原些微电网下垂无功补偿控制方程，提高微电网下垂无功补偿性能。

本发明进一步的改进在于，步骤1)建立微电网逆变器输出有功、无功功率数学模型：

其中：P_i为逆变器输出有功功率；Q_i为逆变器输出无功功率；U_i为逆变器输出电压；U₀为负载阻抗两端电压；δ_i为功角；Z_i＝R_i+JX_i为线路等效阻抗；R_i为线路电阻；X_i为线路感抗。

本发明进一步的改进在于，步骤2)根据微电网中，R_i＞＞X_i，R_i≈Z_i，X_i≈0，输电线路阻抗呈阻性，对步骤1)中逆变器输出有功、无功功率数学模型进行化简：