[发明专利]一种换流器控制系统、换流器控制方法和微电网

说明书

本发明涉及一种换流器控制系统、控制方法和微电网，控制系统包括交流功率计算模块、自治运行控制模块、归一化运算作差模块、电流内环控制模块和直流功率计算模块，控制方法与控制系统相对应，该控制系统能够使交直流互联微电网的交直流线路采取任意的拓扑结构，并且可以在所有交直流线路中自动实现有功功率分配，换流器采用分散控制策略，不依赖于实时通讯，对通讯要求低，鲁棒性高，功率发生扰动或网络结构发生变化时具有自适应调整能力。

技术领域

本发明涉及一种换流器控制系统、换流器控制方法和微电网，属于电力系统领域。

背景技术

自21 世纪初以来，交流微电网得到了广泛的研究，然而，仅仅使用单一的交流电源为系统供电，不仅会提高系统成本、增加损耗，同时还带来了相应的谐波问题。随着微电网中日益增加的直流型分布式电源以及直流负荷，科学家又提出了直流微电网，直流微电网是使用直流电源对直流负载进行集群，以最大限度地减少交流到直流的转换损耗。一种更实用但控制相对较复杂的网络交直流混合微电网应运而生，它结合了交流微电网和直流微电网的优点，交流和直流微电网通过一个或多个“互联换流器”相连，形成交直流混合微电网。

交直流混合微电网结合了交流微电网和直流微电网的诸多优点。但它的能量管理和运行控制相比单一的交、直流微电网要复杂的多，技术要求相应较高。同时，目前的交直流混合微电网通过一个双向AC/DC变换器连接交流子网和直流子网，结构单一，孤岛运行状态下可靠性不高，难以适应未来的市场化非集中式配电网。

交直流网络在连接大电网时不存在有功功率和无功功率的潮流分布问题，但有时，微电网需要进入孤岛模式，为了保证混合微电网中负荷的安全用电和电能质量，需要与上级电网进行通讯，在小扰动时，这种方法显然费时费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够适应微电网中新能源负荷接入的换流器控制系统，该控制系统能够使微电网采取任意的拓扑结构，实现设备的即插即用。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种换流器控制系统，包括交流功率计算模块、自治运行控制模块、归一化运算作差模块、电流内环控制模块和直流功率计算模块，

所述交流功率计算模块采集交流线路电流信号i_abc和交流线路电压u_abc并输出交流线路电流信号i_abc的d-q轴分量、交流线路电压u_abc的d-q轴分量、视在功率S和无功功率Q，并将交流线路电流信号i_abc的d-q轴分量和交流线路电压u_abc的d-q轴分量输送至所述电流内环控制模块，将所述视在功率S输送至所述归一化运算作差模块，将无功功率Q输送至自治运行控制模块；

所述直流功率计算模块采集直流电压U_dc和直流电流I_dc，输出直流功率P，所述直流功率P输送至所述归一化运算作差模块；

所述归一化运算作差模块采集参考有功功率P_ref，并根据参考有功功率P_ref与视在功率得到功率偏差∆S，根据参考有功功率P_ref和有功功率P得到电压差∆U_dc，所述功率偏差∆S和电压差∆U_dc输送至所述自治运行控制模块；

所述自治运行控制模块将电压偏差∆U_dc、采集到的直流电压U_dc和直流电压参考值U_dcref进行比较得到d轴电流参考值i_dref；将无功偏差∆S、无功功率Q和无功功率参考值Q_ref进行比较得到q轴电流参考值i_qref；