[发明专利]一种基于孤岛和频率下降的微电网自愈控制方法

权利要求书

1.一种基于孤岛和频率下降的微电网自愈控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据微电网系统控制模式，建立微电源接口逆变器数学模型，实现对微电源接口逆变器的控制；

针对不同电压等级的微电网系统，评估微电源逆变器对微电源功率的传输特性的影响；

根据低压系统输电线路呈阻性的特点，构建下垂控制器的功率传输模块和电压电流双环控制模块；

基于改进的下垂控制策略，在电压电流双环控制模块的外部引入逆变器的输出电流反馈，并加入虚拟电抗环路；

逆变器并网前，增大虚拟连线电感值稳态后减小虚拟电感值使逆变器输出电压与母线电压相移在设定范围内；根据微电网系统控制模式，建立微电源接口逆变器数学模型，实现对微电源接口逆变器的控制，所述建立微电源接口逆变器数学模型，具体为：

其中L为滤波器的单相电感，C为滤波器的单相电容，为abc静止坐标系下经过滤波器滤波后输出电压向量，为abc静止坐标系下逆变器出口处电压向量，为abc静止坐标系下逆变器出口处电流向量，为abc静止坐标系下经过滤波器滤波后输出电流向量；

针对不同电压等级的微电网系统，评估微电源逆变器对微电源功率的传输特性的影响，具体为：

逆变器输出的有功功率：

输出的无功功率：

其中，为微电源，不带本地负载时的输出电压的最大值，微电源与 PCC处电压的相角差为；第台微电源到公共连接点 PCC 处的输电线路阻抗为，表示公共连接点的电压值，表示第台微电源到公共连接点 PCC 处的输电线路之间的电阻，表示第台微电源到公共连接点 PCC 处的输电线路之间的感抗和容抗之和；

高压系统中：

中压系统中：

低压系统中：

。

2.根据权利要求1所述的一种基于孤岛和频率下降的微电网自愈控制方法，其特征在于，根据微电网系统控制模式，建立微电源接口逆变器数学模型，实现对微电源接口逆变器的控制，所述实现对微电源接口逆变器的控制，具体为：

微电源接口逆变器的控制策略包括：恒功率控制、恒压恒频控制和下垂控制。

3.根据权利要求1所述的一种基于孤岛和频率下降的微电网自愈控制方法，其特征在于，根据低压系统输电线路呈阻性的特点，构建下垂控制器的功率传输模块和电压电流双环控制模块，其中所述下垂控制器的功率传输模块具体包括：瞬时功率计算子模块、低通滤波子模块、下垂控制子模块、参考电压合成子模块以及坐标变换子模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于孤岛和频率下降的微电网自愈控制方法，其特征在于，根据低压系统输电线路呈阻性的特点，构建下垂控制器的功率传输模块和电压电流双环控制模块，其中所述电压电流双环控制模块具体为：

电压电流双环控制模块采用电压外环，电流内环的双环控制，电压外环采取比例积分控制，电流内环采用比例控制；

所述电压电流双环控制模块还包括解耦子模块和电压前馈补偿子模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于孤岛和频率下降的微电网自愈控制方法，其特征在于，基于改进的下垂控制策略，在电压电流双环控制模块的外部引入逆变器的输出电流反馈，并加入虚拟电抗环路，所述改进的下垂控制策略具体为：

在三相静止坐标系下，改进的下垂控制策略的数学表达式：

式中，为abc静止坐标系下下垂控制环路产生的电压参考，为虚拟电感值，为abc静止坐标系下加入虚拟电感压降后合成的新的电压参考；为abc静止坐标系下三相逆变器的输出电流。

6.根据权利要求5所述的一种基于孤岛和频率下降的微电网自愈控制方法，其特征在于，基于改进的下垂控制策略，在电压电流双环控制模块的外部引入逆变器的输出电流反馈，并加入虚拟电抗环路，所述加入的虚拟电抗环路具体为：

三相逆变器在坐标系下的虚拟电抗环路表达式为：

其中：三相逆变器在两相静止坐标系下的输出电流，为虚拟电感值，两相静止坐标系下虚拟阻抗。