[发明专利]交直流混合微电网中互联变流器的自适应下垂及滞回控制方法

摘要

本发明公开了一种交直流混合微电网中互联变流器的自适应下垂及滞回控制方法，其互联变流器是具有整流与逆变两种模式的双向变流器，交直流混合微电网通过互联变流器实现交流微电网与直流微电网的互联，交流微电网与直流微电网均有各自的微源和负载；其特征是：进行互联变流器的控制时，在下垂系数中引入交流微电网频率有名值的倍数与直流微电网电压有名值之差的微分量，并在下垂特性曲线中引入滞回曲线。本发明通过调整下垂系数动态增加系统的惯性、提高系统动态过程的稳定性，并采用滞回控制避免互联变流器频繁切换的同时减小交直流两侧功率分配偏差。

主权项

1.一种交直流混合微电网中互联变流器的自适应下垂及滞回控制方法，所述互联变流器是具有整流与逆变两种模式的双向变流器，所述交直流混合微电网通过互联变流器实现交流微电网与直流微电网的互联，所述交流微电网与直流微电网均有各自的微源和负载；其特征在于，所述自适应下垂及滞回控制方法包括如下步骤：步骤1、判断所述交流微电网的母线频率f_ac是否在滞回曲线的死区范围[‑f_g,f_g]内，若在，则令互联变流器输出的有功功率P_dc,ILC为零；否则，按照交流微电网的下垂特性曲线计算互联变流器输出的有功功率P_dc,ILC，并在所述母线频率f_ac恢复到死区范围[‑f_g,f_g]内时仍然按照交流微电网的下垂特性曲线计算互联变流器输出的有功功率P_dc,ILC；同时判断直流微电网的母线电压V_dc是否在滞回曲线的死区范围[‑V_g,V_g]内；若在，则令互联变流器输出的有功功率P_ac,ILC为零，否则，按照下垂特性曲线计算互联变流器输出的有功功率P_ac,ILC，并在所述母线电压V_dc恢复到死区范围[‑V_g,V_g]内时仍然照下垂特性曲线计算互联变流器输出的有功功率P_ac,ILC；步骤2、在所述下垂特性曲线的下垂系数中引入交流微电网中频率有名值的倍数与直流微电网中电压有名值之差的微分量，从而建立互联变流器的交流频率自适应下垂特性和直流电压自适应下垂特性：步骤2.1、利用式(1)定义交流微电网中频率有名值的倍数与直流微电网中电压有名值的差值Δe：式(1)中：K是直流微电网中电压允许范围与交流微电网中频率允许范围的比值；是交流微电网的额定频率；是直流微电网的电压额定值；步骤2.2、将差值Δe引入到下垂系数中，从而利用式(2)和式(3)分别得到互联变流器在交流微电网和直流微电网中的下垂特性表达式：式(2)和式(3)中：k₁和k₂分别为差值Δe在交流微电网和直流微电网的下垂特性中的微分系数；k_ac,ILC为互联变流器在交流微电网中的下垂系数；P_ac,ILC为互联变流器需要向交流微电网输出的有功功率；k_dc,ILC为互联变流器在直流微电网中的下垂系数；P_dc,ILC为互联变流器需要向直流微电网输出的有功功率；是交流微电网和直流微电网都处于额定工作状态时，互联变流器传输的功率；当互联变流器处于逆变模式时，令微分系数k₁和k₂的符号为正时，当当互联变流器处于整流模式时，令微分系数k₁和k₂的符号为负；步骤3、依据互联变流器的控制目标，应用下垂特性得出互联变流器的有功功率参考值：步骤3.1、利用式(4)建立互联变流器的控制目标，并根据式(2)、式(3)和式(4)得到式(5)：步骤3.2、利用式(6)得到所述互联变流器的有功参考值P_ref：P_ref＝P_ac,ILC‑P_dc,ILC        (6)从而根据所述有功参考值P_ref，并通过功率外环、电流内环的双环控制来产生空间矢量脉冲宽度调制信号，以实现对互联变流器的控制。