[发明专利]用于微电网中多功能并网逆变器并联的群体智能控制方法

摘要

本发明涉及微电网和电能质量管理，旨在提供一种用于微电网中多功能并网逆变器并联的群体智能控制方法。该方法针对微电网并网点PCC处的指定次数谐波、无功电流，采用一种多功能逆变器群体智能控制策略，采用基于有限时间一致性算法的全分布式分层控制方案进行补偿，并实现各分布式电源按照自身剩余容量比例分摊补偿容量的控制方法。本发明在不增加微电网额外电能质量治理设备的基础上，克服了单台逆变器在补偿谐波、无功电流方面剩余容量不足的缺陷；在不采用中央控制器的情况下，实现多功能逆变器群组按剩余容量比例分摊补偿容量的功能。本发明可以降低微电网的投资和运行维护成本，改善微电网的电能质量，具有很强的灵活性。

主权项

一种用于微电网中多功能并网逆变器并联的群体智能控制方法，其特征在于，微电网中的每台逆变器都通过本地控制和与邻近逆变器的通讯，实现群组对微电网并网点PCC处指定次谐波和无功电流补偿，并且每台逆变器的补偿分量正比于各自的剩余容量；每台逆变器的本地控制都采用分为三层的分层控制策略：一层为跟踪控制，用来实现每台逆变器的指令无差跟踪功能；二层为补偿分量计算层，用来计算每台逆变器所需的谐波和无功电流补偿指令，并将补偿指令传递给一层控制；三层为通讯层，通过与邻近的逆变器进行数据通讯，利用有限时间一致性迭代算法得到通讯层中传递数据的平均值，并将其送到二层控制；其中有一台指定逆变器(DG₀)，在其一层控制中单独设有对并网点PCC处指定次谐波和无功电流进行检测的模块，能将检测到的结果经过处理后传递给三层控制；所述的群体智能控制方法包括以下步骤：(1)由连接在并网点PCC处的指定逆变器(DG₀)对并网电流进行采样，通过其一层控制中独有的指定次谐波和无功电流检测模块，分离出并网电流中指定次谐波电流和无功电流的成分，并测得相应的谐波指标和功率因数；用电网规定的指定次谐波的畸变率减去测得的相应次谐波畸变率，经过补偿谐波次数选择环节后，结果通过一个限幅控制器；限幅的结果经PI调节后，与相应次数的谐波分量和无功分量相乘，即得到并网点电流中需要补偿的谐波和无功的全部分量；指定逆变器(DG₀)将其检测出的全部补偿分量每隔Δt时间传递给三层通讯层，利用通讯与邻近的逆变器共享此信息；(2)各逆变器的二层补偿控制先计算各自的剩余容量，并将数据每隔Δt时间提供给通讯层；(3)各逆变器的通讯层中交换的数据含有逆变器的剩余容量和各自的补偿分量，在每一个Δt的迭代开始时，除指定逆变器(DG₀)的初始补偿分量为自身检测到的PCC点处全部所需补偿的分量，其余逆变器的初始补偿分量均为0；通过有限时间一致性算法进行迭代，运算结果为逆变器群组剩余容量的平均值和补偿容量的平均值，然后将这两个平均值传递给二层补偿层；(4)二层补偿控制把各逆变器的自身的剩余容量除以接收到的群组剩余容量平均值后，再与接收的补偿容量平均值相乘，得到最终的补偿电流指令，并传递给一层跟踪控制；(5)各逆变器的一层跟踪控制接收到补偿电流指令后，针对谐波、无功电流利用与其旋转速度相对应的反坐标变换，获得abc自然坐标系下的补偿电流指令，补偿电流指令和输出基波有功、无功电流指令一起作为电流闭环的指令值；为了保证多功能并网逆变器的输出电流准确地跟踪其指令电流，采用多谐振频率的比例谐振控制保证其动态和静态响应能力。