微電網分布式電源逆變器的自適應功率解耦方法

2023-05-15 02:10:01

專利名稱：微電網分布式電源逆變器的自適應功率解耦方法
技術領域：
本發明涉及一種微電網逆變器控制的新型控制方案，尤其是一種微電網分布式電源逆變器的自適應功率解耦方法，它能夠適應微電網各種類型的傳輸線和常用的負載模型，可以提高微電網分布式電源逆變器運行的穩定性。
背景技術：
由於傳統不可再生能源的日益減少，有效利用可再生能源日益重要。可在生能源發電通常是以分布式電源(DG)的形式出現，通過電力電子變換器與電網相連。多個分布式發電系統結合儲能設備及本地負載等可組成微電網，微電網提高了系統運行的可靠性和分布式電源的可控性。微電網逆變器廣泛採用下垂控制，比如:P_f下垂控制，P-V下垂控制等。在低壓系統中，採用Ρ-f下垂控制時，有功功率和無功功率存在著強耦合作用，從而導致系統穩定性差。採用P-V下垂控制雖能有效降低PQ耦合作用，使控制效果大為改觀，但P-V下垂控制在低壓系統中仍然存在PQ耦合作用。經過矩陣變換的PQ解耦下垂控制是基於已知線路阻抗參數來確定變換矩陣的。但是實際系統中線路阻抗參數往往不盡相同，且傳統解耦控制不能適應其它線路阻抗參數的系統，並且沒有考慮本地負載對解耦控制的影響。

發明內容
為了克服現有技術中的不足，本發明綜合考慮微網中的負載特性，傳輸線特性以及逆變器輸出阻抗特性，在線估測得到系統等效的阻抗特性，自行確定解耦控制參數，達到更為準確的功率解耦，且能夠適應各種傳輸線特性及不同的電壓等級，提高逆變器運行的穩定性。為了解決上述存在的技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的:一種微電網分布式電源逆變器的自適應功率解耦方法，它包括以下步驟:1、逆變器採用傳統的下垂控制時，用有功功率調節逆變器輸出電壓的頻率，無功功率調節逆變器輸出電壓的幅值；v，f分別為逆變器輸出電壓幅值和頻率，P, Q分別為逆變器輸出的有功功率和無功功率，fMf，為給定的電壓頻率和幅值，Pref, QMf為逆變器給定的有功功率和無功功率，kq, kP為下垂係數；f = fref+kp (Pref-P)V = Vref+kq (Qref-Q)微電網逆變器在運行時採用傳統的下垂控制，然後給輸出電壓幅值施加一定的擾動，同時維持輸出電壓頻率不變，此時的有功功率和無功功率的變化是系統綜合負載特性，傳輸線特性，逆變器輸出阻抗特性得到的結果，通過檢測有功功率和無功功率的變化量，可推算出系統的等效阻抗，進而確定逆變器解耦控制參數；如果逆變器是採用p-u，Q-f的下垂控制時，則用有功功率調節逆變器輸出電壓幅值，無功功率調節輸出電壓頻率，向逆變器輸出電壓幅值|v|增加一定的擾動| ，同時保持逆變器輸出相位和頻率不受擾動| 影響，可通過保持頻率相角環節開環實現，檢測逆變器輸出有功功率和無功功率的變化； 2、通過有功和無功的變化量可得到系統中等效的阻抗特性，ΛΡ為有功功率的變化，Λ Q為無功功率的變化，R、X為系統等效的阻抗和感抗；
權利要求
1.一種微電網分布式電源逆變器的自適應功率解藕方法，其特徵在於:它包括以下步驟: a、逆變器採用傳統的下垂控制時，用有功功率調節逆變器輸出電壓的頻率，無功功率調節逆變器輸出電壓的幅值；V，f分別為逆變器輸出電壓幅值和頻率，P，Q分別為逆變器輸出的有功功率和無功功率，fref, Vref為給定的電壓頻率和幅值，Pref, Qref為逆變器給定的有功功率和無功功率，kq, kp為下垂係數，其控制表達式為:
2.根據權利要求1所述的一種微電網分布式電源逆變器的自適應功率解藕方法，其特徵在於:如逆變器是採用P-U，Q-f的下垂控制時，則用有功功率調節逆變器輸出電壓幅值，無功功率調節輸出電壓頻率，向逆變器輸出電壓幅值|V|增加一定的擾動| ，同時保持逆變器輸出相位和頻率不受擾動| 影響，檢測有功變換量△ P和無功的變化量AQ。
全文摘要
本發明公開了一種微電網分布式電源逆變器的自適應功率解耦方法，其技術方案的要點是，提出的解耦矩陣自適應獲取及其應用方法綜合考慮線路阻抗的特性，負載特性，及逆變器輸出阻抗特性，根據實際線路阻抗參數，並結合負載特性及逆變器自身輸出阻抗自行確定變換矩陣中的參數，達到自適應PQ解耦控制的效果。適用於逆變器功率解耦矩陣的自適應獲取及其應用方法，該方法通過對電壓幅值施加擾動，檢測有功功率和無功功率的變化，確定解耦的轉換矩陣，此方法能夠適應不同的傳輸線特性及電壓特性，自行確定功率解耦矩陣的轉換矩陣，對逆變器進行功率解耦控制。
文檔編號H02M7/5387GK103151794SQ20131001172
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月11日 優先權日2013年1月11日
發明者孫孝峰, 田豔軍, 李昕 申請人:燕山大學