[发明专利]一种微网虚拟功率下垂限幅控制方法

摘要

本发明针对目前低压微网并联微源采用基于坐标变换的虚拟功率下垂控制方法实现功率的解耦控制后难以保证各微源的输出功率可以控制在其允许的安全运行范围内的问题，提出一种微网虚拟功率下垂限幅控制方法，能够确保并联微源在采用虚拟功率下垂控制实现解耦的前提下，微源的输出功率可以限制在其安全运行范围内，保障微源及系统的安全，为低压微网的虚拟功率下垂解耦控制方法提供切实可行的解决途径。本发明根据逆变器实际输出的功率直接确定是否发生功率越限以及越限后的相应调整措施，不必借助虚拟功率的范围来进行限幅控制，采用虚拟功率下垂控制实现微网的功率解耦控制后，利用本发明提出的限幅控制方法将逆变器的输出功率准确限制在安全范围内，保障了逆变器及系统的安全。

主权项

一种微网虚拟功率下垂限幅控制方法，包括如下步骤：1)将下垂控制方程式由原来的$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\ω}={\mathrm{\ω}}_N-m(P^{\′}-{P_N}^{\′})\\ E=E_N-n(Q^{\′}-{Q_N}^{\′})\end{array}\right.$改进为$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\ω}={\mathrm{\ω}}_N-m(P^{\′}-{P_N}^{\′})+\mathrm{\Δ}\mathrm{\ω}\\ E=E_N-n(Q^{\′}-{Q_N}^{\′})+\mathrm{\Δ}E\end{array}\right.,$其中ω、E分别为逆变器输出电压的角频率和有效值给定，ω_N、E_N分别为逆变器输出虚拟功率为额定值条件下的输出电压的角频率和有效值，m、n分别为虚拟有功‑频率、虚拟无功‑电压控制的下垂系数，P′、Q′分别为逆变器的输出虚拟有功和虚拟无功功率，P′_N、Q′_N分别为逆变器输出的额定虚拟有功功率和额定虚拟无功功率，Δω、ΔE分别为限幅控制中角频率和电压有效值的调节量；2)根据逆变器实际输出的功率进行条件0≤P≤P_max、‑Q_max≤Q≤Q_max的判断，确定是否发生了功率越限；3)将安全运行区域的边界线向外延长，8组延长线两两之间确定一个区域，实际应用中根据功率的大小进行判断，即8个区域的功率有各自的范围，根据功率大小确定当前所属区域，区域编号与功率范围的对应关系如表1中第一列与第二列所示；4)确定所属区域号，完成限幅调节量Δω、ΔE数值的确定，所述限幅调节量由两部分确定，即调节方向和调节步长；步骤4)用于完成调节方向的确定，即，Δω、ΔE应该增加、保持不变或者减小；5)根据Δω、ΔE的调节方向与各自调节步长的乘积，确定Δω、ΔE的实际调节量；6)确定Δω、ΔE的大小后，即根据改进的下垂控制方程式完成限幅控制；表1 功率限幅范围及调节方法注：↑表示增加，→表示不变，↓表示减小。