一种分布式储能逆变器协调控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种分布式储能逆变器协调控制方法及系统，所述方法包括分别对逆变器进行有功功率下垂控制和无功功率下垂控制，得到逆变器输出电压的相角参考值和幅值参考值，进而得到逆变器的三相电压参考值；对三相电压参考值进行电压电流双闭环控制，得到逆变器待输出的电压值；对待输出的电压值进行SVPWM脉冲调制，得到逆变器的驱动脉冲；所述系统包括下垂控制单元、电压控制单元和脉冲调制单元。与现有技术相比，本发明专利技术提供的一种分布式储能逆变器协调控制方法及系统，能够实现多个逆变器协调控制，均衡储能装置荷电状态。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式储能逆变器协调控制方法及系统
本专利技术涉及电力电子并网逆变器控制
，具体涉及一种分布式储能逆变器协调控制方法及系统。
技术介绍
分布式发电(DistributedGeneration，DG)是指将相对小型的发电装置分散布置在负荷线程或者邻近地点实现发电的方式。分布式发电有助于促进能源的可持续发展、改善环境并提高绿色能源的竞争力，同时，其位置分散、灵活，能够很好地适应用户需求以及资源的分散性特性，因而可以延缓输配电网络升级换代的进程。基于风能和太阳能等自然资源进行分布式发电时，由于其输出功率具有明显的间歇性和波动性，易对电网产生冲击，严重时会引发电网故障。目前主要采用分布式储能技术利用储能单元保存电能，在用电低谷的时候将电能保存在储能单元中，在用电高峰电网电力不够的时候将电能重新放入电网，从而提高电网抗故障的能力，当部分线路出现异常波动的时候可以使用分布式储能逆变器对电网进行调控，防止局部的电网故障蔓延到整个电网中。储能装置主要包括蓄电池、超级电容和飞轮储能系统等，不同的储能装置具有不同的特性适用于不同的场合。微网中的储能装置主要通过电力电子装置接口接入电网，通过公共耦合点(PointOfCommonConnecting,PCC)处的静态开关设备接入电网，因此分布式储能逆变器入网标准只针对微网与电网的公共连接点，而不针对微网内的各个具体的微源降低了分布式储能逆变器多点并网对电网造成的影响。但是多个分布式储能逆变器并网时各储能装置的荷电状态易处于不平衡状态，造成局部的储能装置有功功率和/或无功功率输出过大，进而使得电网功率输出不平衡。专利技术内容为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种分布式储能逆变器协调控制方法及系统。第一方面，本专利技术中一种分布式储能逆变器协调控制方法的技术方案是：分别对逆变器进行有功功率下垂控制和无功功率下垂控制，得到逆变器输出电压的相角参考值和幅值参考值，进而得到所述逆变器的三相电压参考值；对所述三相电压参考值进行电压电流双闭环控制，得到所述逆变器的待输出电压值；对所述待输出电压值进行SVPWM脉冲调制，得到所述逆变器的驱动脉冲。进一步地，本专利技术提供的一个优选技术方案为：所述对逆变器进行有功功率下垂控制包括：计算逆变器输出电压的角速度参考值，对所述角速度参考值积分得到所述相角参考值；所述角速度参考值ω如下式(1)所示：ω＝ω0-kp1P-kp2/SOCn(1)其中，ω0为电网的额定角速度，P为逆变器输出的瞬时有功功率，kp1为所述瞬时有功功率的比例系数，kp2和n为分别为储能装置荷电状态SOC的比例系数和均分系数。进一步地，本专利技术提供的一个优选技术方案为：所述对逆变器进行无功功率下垂控制包括：计算逆变器输出电压的幅值参考值，所述幅值参考值E如下式(2)所示：E＝E0-kqQm(2)其中，E0为电网的额定电压幅值，Q为逆变器输出的瞬时无功功率，kq和m分别为所述瞬时无功功率的比例系数和均分系数。进一步地，本专利技术提供的一个优选技术方案为：所述三相电压参考值如下式(3)所示：其中，δ和E分别为逆变器输出电压的相角参考值和幅值参考值。进一步地，本专利技术提供的一个优选技术方案为：所述对三相电压参考值进行电压电流双闭环控制包括：获取αβ坐标系下所述逆变器输出的实际电压值、实际电流值、电压参考值，及电网电压值；对所述电压参考值与实际电压值的偏差进行PI控制，得到电流参考值；对所述电流参考值与实际电流值的偏差进行PR控制，将所述PR控制的输出值耦合所述电网电压值得到所述逆变器的待输出电压值。进一步地，本专利技术提供的一个优选技术方案为：所述对待输出的电压值进行SVPWM脉冲调制包括：对所述逆变器的待输出电压值进行Clark变换，得到abc坐标系下的待输出电压值；对所述变换后的待输出电压值进行SVPWM脉冲调制，得到逆变器的驱动脉冲。第二方面，本专利技术中一种分布式储能逆变器协调控制系统的技术方案为：下垂控制单元，用于分别对逆变器进行有功功率下垂控制和无功功率下垂控制，得到逆变器输出电压的相角参考值和幅值参考值，进而得到所述逆变器的三相电压参考值；电压控制单元，用于对所述三相电压参考值进行电压电流双闭环控制，得到所述逆变器的待输出电压值；脉冲调制单元，用于对所述待输出电压值进行SVPWM脉冲调制，得到逆变器的驱动脉冲。进一步地，本专利技术提供的一个优选技术方案为：所述下垂控制单元包括有功功率下垂控制子单元和无功功率下垂控制子单元；所述有功功率动态下垂控制子单元包括角速度参考值计算模型，如下式(4)所示：ω＝ω0-kp1P-kp2/SOCn(4)其中，ω0为电网的额定角速度，P为逆变器输出的瞬时有功功率，kp1为所述瞬时有功功率的比例系数，kp2和n为分别为储能装置荷电状态SOC的比例系数和均分系数；所述无功功率下垂控制子单元包括幅值参考值计算模型，如下式(5)所示：E＝E0-kqQm(5)其中，E0为电网的额定电压幅值，Q为逆变器输出的瞬时无功功率，kq和m分别为所述瞬时无功功率的比例系数和均分系数；所述三相电压参考值的计算模型如下式(6)所示：其中，δ为逆变器输出电压的相角参考值，所述δ为角速度参考值ω的积分值。进一步地，本专利技术提供的一个优选技术方案为：所述电压控制单元包括第一数据变换子单元、PI控制器和PR控制器；所述第一数据变换子单元，用于获取αβ坐标系下逆变器输出的实际电压值、实际电流值、电压参考值，及电网电压值；PI控制器，用于对所述电压参考值与实际电压值的偏差进行PI控制，得到电流参考值；PR控制器，用于对所述电流参考值与所述实际电流值的偏差进行PR控制，将所述PR控制器的输出值耦合所述电网电压值得到所述逆变器的待输出电压值。进一步地，本专利技术提供的一个优选技术方案为：所述脉冲调制单元包括第二数据变换子单元和SVPWM脉冲调制子单元；所述第二数据变换子单元，用于获取abc坐标系下的所述逆变器的待输出电压值；所述SVPWM脉冲调制子单元，用于对所述待输出电压值进行SVPWM脉冲调制，得到逆变器的驱动脉冲。与最接近的现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术提供的一种分布式储能逆变器协调控制方法，对逆变器进行下垂控制得其三相电压参考值，在对该三相电压参考值分别进行电压电流双闭环控制和SVPWM脉冲调制后可以得到逆变器的驱动脉冲，逆变器在不同驱动脉冲的作用下可以输出不同的电压值，即可以改变逆变器输出的功率值；进而，对多个逆变器同时进行下垂控制得到各自的驱动脉冲，即可协调控制各逆变器输出的功率值；2、本专利技术提供的一种分布式储能逆变器协调控制系统，其下垂控制单元对逆变器进行下垂控制可以得到逆变器的三相电压参考值；电压控制单元可以将三相电压参考值调整为逆变器期望输出的电压值，即待输出电压值；脉冲调制单元对待输出电压值进行脉冲调制，使得逆变器可以在驱动脉冲的作用下输出所期望的电压值，进而可以得到所期望输出的功率值；该系统对多个逆变器同时进行输出功率控制时即可实现对多个逆变器进行协调控制。附图说明图1：本专利技术实施例中一种分布式储能逆变器协调控制方法实施流程示意图；图2：本专利技术实施例中一种分布式储能逆变器协调控制方法原理示意图；图3：本专利技术实施例中逆变器有功功率下垂控制特性曲线；图4：本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式储能逆变器协调控制方法，其特征在于，所述方法包括：分别对逆变器进行有功功率下垂控制和无功功率下垂控制，得到逆变器输出电压的相角参考值和幅值参考值，进而得到所述逆变器的三相电压参考值；对所述三相电压参考值进行电压电流双闭环控制，得到所述逆变器的待输出电压值；对所述待输出电压值进行SVPWM脉冲调制，得到所述逆变器的驱动脉冲。

【技术特征摘要】
1.一种分布式储能逆变器协调控制方法，其特征在于，所述方法包括：分别对逆变器进行有功功率下垂控制和无功功率下垂控制，得到逆变器输出电压的相角参考值和幅值参考值，进而得到所述逆变器的三相电压参考值；对所述三相电压参考值进行电压电流双闭环控制，得到所述逆变器的待输出电压值；对所述待输出电压值进行SVPWM脉冲调制，得到所述逆变器的驱动脉冲。2.如权利要求1所述的一种分布式储能逆变器协调控制方法，其特征在于，所述对逆变器进行有功功率下垂控制包括：计算逆变器输出电压的角速度参考值，对所述角速度参考值积分得到所述相角参考值；所述角速度参考值ω如下式(1)所示：ω＝ω0-kp1P-kp2/SOCn(1)其中，ω0为电网的额定角速度，P为逆变器输出的瞬时有功功率，kp1为所述瞬时有功功率的比例系数，kp2和n为分别为储能装置荷电状态SOC的比例系数和均分系数。3.如权利要求1所述的一种分布式储能逆变器协调控制方法，其特征在于，所述对逆变器进行无功功率下垂控制包括：计算逆变器输出电压的幅值参考值，所述幅值参考值E如下式(2)所示：E＝E0-kqQm(2)其中，E0为电网的额定电压幅值，Q为逆变器输出的瞬时无功功率，kq和m分别为所述瞬时无功功率的比例系数和均分系数。4.如权利要求1-3任一项所述的一种分布式储能逆变器协调控制方法，其特征在于，所述三相电压参考值如下式(3)所示：其中，δ和E分别为逆变器输出电压的相角参考值和幅值参考值。5.如权利要求1所述的一种分布式储能逆变器协调控制方法，其特征在于，所述对三相电压参考值进行电压电流双闭环控制包括：获取αβ坐标系下所述逆变器输出的实际电压值、实际电流值、电压参考值，及电网电压值；对所述电压参考值与实际电压值的偏差进行PI控制，得到电流参考值；对所述电流参考值与实际电流值的偏差进行PR控制，将所述PR控制的输出值耦合所述电网电压值得到所述逆变器的待输出电压值。6.如权利要求1或5所述的一种分布式储能逆变器协调控制方法，其特征在于，所述对待输出电压值进行SVPWM脉冲调制包括：对所述逆变器的待输出电压值进行Clark变换，得到abc坐标系下的待输出电压值；对所述变换后的待输出电压值进行SVPWM脉冲调制，得到逆变器的驱动脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏剑，吴鸣，吕志鹏，刘海涛，季宇，于辉，李洋，孙丽敬，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11