[发明专利]一种基于虚拟振子控制实现耦合同步的互联微电网

说明书

本发明涉及一种基于虚拟振子控制实现耦合同步的互联微电网，包括若干子微电网和联络线；所述子微电网还包括基于非线性死区振子模型的虚拟振子控制器、n台不同容量的分布式电源、n个线路阻抗和n台本地控制器，所述分布式电源包括逆变器，所述n台分布式电源经由对应的逆变器和线路阻抗并联于公共耦合点处；所述虚拟振子控制器采集子微电网公共耦合点处的电流，通过非线性死区振子模型与子微电网建立等效联系，所述n台本地控制器控制对应逆变器采用基于并网点电压滤波跟踪误差的控制算法实现输出功率的精确分配。有益效果是无需锁相环实现耦合同步、两子微电网之间功率互补、控制层级少、各子微电网之间无需通信、分散自治控制响应速度快。

【技术领域】

本发明涉及供电系统技术领域，具体涉及一种基于虚拟振子控制实现耦合同步的互联微电网。

【背景技术】

微电网是一种集成了分布式电源、负荷、储能装置、变流器及监控保护装置的发配电系统，其作为有效整合和高效利用新能源发电的组织形式，通过运行控制和能量管理等技术实现并网或孤岛运行。当大量高渗透率分布式电源广泛接入时，可将一定区域内多个邻近微电网互联形成微电网群，通过协调控制和优化运行实现能量互补，提高系统的稳定性和可靠性，提升分布式电源的利用率，降低系统运行经济成本，具有很高的应用前景和研究价值。

专利申请号CN201910569556.5，申请权利人：上海电力学院，名为“一种无互联通信的孤岛微电网无功均分控制方法及装置”的专利，公开的方法包括：步骤S1：初始功率分配级：在本地控制器中得到负荷总有功功率；步骤S2：二次功率分配级：在本地控制器基于得到的总有功功率得到平均无功功率；步骤S3：功率平衡级：利用无功功率平均值与逆变器输出功率实际值Qi的差值调整虚拟阻抗，以修改逆变器等效线路阻抗，调整逆变器输出电压；通过初始功率分配级和二次功率分配级分别利用本地控制器测量得到负荷的总有功功率和平均无功功率，进而在功率平衡级中，利用平均无功功率与逆变器输出无功功率设计虚拟阻抗，自适应调整逆变器输出电压，消除逆变器等效线路阻抗差异，实现无功功率均分。

派克变换(也译作帕克变换，英语：Park's Transformation)，是分析同步电动机运行最常用的一种坐标变换，派克变换将定子的a，b，c三相电流投影到随着转子旋转的直轴(d轴)，交轴(q轴)与垂直于dq平面的零轴(0轴)上去，从而实现了对定子电感矩阵的对角化，对同步电动机的运行分析起到了简化作用，即abc坐标系变换到dq坐标系。逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶等)转变成定频定压或调频调压交流电(一般为220V，50Hz正弦波)的转换器，由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

本发明对互联微电网同步策略进行了改进。

【发明内容】

本发明的目的是，提出一种无需锁相环实现耦合同步、两子微电网之间功率互补、控制层级少、各子微电网之间无需通信、分散自治控制响应速度快的互联微电网。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种基于虚拟振子控制实现耦合同步的互联微电网，包括若干子微电网和联络线，所述子微电网包括公共耦合点，相邻的子微电网通过跨接在公共耦合点上的联络线实现互联，共同为负荷供电；所述子微电网还包括基于非线性死区振子模型的虚拟振子控制器、n台不同容量的分布式电源、n个线路阻抗和n台本地控制器，所述分布式电源包括将用于将分布式电源电能转变成定频定压交流电的逆变器，所述n台分布式电源经由对应的逆变器和线路阻抗并联于公共耦合点处，所述n台本地控制器电控连接对应逆变器，所述虚拟振子控制器电控连接n台本地控制器；所述虚拟振子控制器采集子微电网公共耦合点处的电流，通过非线性死区振子模型与子微电网建立等效联系，传输振子模型端口的电压信号到n台本地控制器，所述n台本地控制器控制对应逆变器采用基于并网点电压滤波跟踪误差的控制算法实现子微电网公共耦合点处电压幅值、频率和相位快速精确地稳定于额定值，以及n台并联逆变器输出功率精确分配。