本发明专利技术涉及一种基于控制的微电网自适应下垂控制调节电压频率的方法，当使用传统下垂控制，微电网孤岛运行时，负荷增大或减小都将会使频率或电压偏离额定值，本发明专利技术针对传统下垂控制所存在的问题，通过 控制器对下垂系数进行改进。首先将变化后输出的功率与给定值做差，然后经过控制器之后再与传统下垂控制系数做差，得到改进的下垂系数。在改进下垂系数的作用下，从而可以达到调整频率和电压的目的，即维持系统的电压及频率在合理的范围内。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微电网传统下垂控制领域，特别是一种基于控制的微电网自适应下垂控制调节电压频率的方法。
技术介绍
随着能源和环境保护问题的日益突出，基于中小型清洁能源的分布式发电(DG)已得到高度重视和快速发展。随着技术的不断提高，越来越多的新能源以DG的形式接入主电网，与传统的集中式能源系统相比，以新能源为主的DG向负荷供电，可以大大较少线路损耗，节省输配电建设投资，又可以与大电网集中供电相互补充，是综合利用现有资源和设备、为客户提供可靠和优质电能的理想方式，可以达到更高的能源综合利用效率，同时还可以提高电网的安全性。以DG形成的微电网，在实际运行中需要解决的关键问题之一就是控制问题。即当微电网的负荷或网络结构发生变化时，如何通过对微电网中各个DG进行有效的控制，以保证微电网在不同运行模式下都能都满足负荷的电能质量要求的问题。微电网能够在并网运行和孤岛运行两种模式下运行。当微电网并网运行时，微电网内的各个DG只需要控制功率的输出以保证微电网内部功率的平衡。由于微电网的总体容量相对于电网来说较小，因此 额定电压和额定频率都有电网来支持和调节。当微电网孤岛运行时，微电网与电网连接断开，此时微电网内部要保持电压和频率的额定值，就需要对其各个DG进行有效的控制以维持整个系统能够稳定运行，保证系统的电压及频率在合理的范围内。目前，通常采用的三种控制方式为：传统下垂控制方式、V/f控制方式、PQ控制方式。采用传统下垂控制时，随着负荷增大或减小将会使电压幅值或频率偏离额定值；这将取决于下垂特性和负荷的频率/电压敏感度。为了确保微电网的频率/电压恢复到额定值，则需要调节DG的输出。而V/f控制方式主要运用于微电网孤岛运行模式，采用V/f控制方法时需提前确定孤岛运行条件下负荷与电源之间的功率匹配情况。采用PQ控制方式的DG并不能维持系统的频率和电压；如果是并网运行的微电网系统，则有常规电网维持频率和电压，如果是孤岛运行的微电网系统，则系统中必须有维持频率和电压的DG。综上可知，采用何种控制方式来控制系统电压和频率在合理的范围内是微电网亟待解决的问题，其对提高供电可靠性及维持系统的稳定性具有重要的意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种基于控制的微电网自适应下垂控制调节电压频率的方法，有利于调整微电网频率和电压，保证系统的电压及频率在合理的范围内，从而提高其稳定运行能力。本专利技术采用以下方案实现：一种基于控制的微电网自适应下垂控 制调节电压频率的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤S1：微电网进入孤岛运行；步骤S2：简化微电网参数，得到分布式发电DGj的输出有功功率 以及分布式发电DGj的输出无功功率 其中Uj为分布式发电DGj中逆变器输出的电压，Up为分布式发电DGj和微电网公共连接点的电压，δj为微电网公共连接点的电压与逆变器输出的电压的相角差，Xj为线路的电抗，ΔU为分布式发电DGj中逆变器输出的电压Uj与分布式发电DGj和微电网公共连接点电压Up的差值即:ΔU＝Uj-Up；步骤S3：采用下垂控制，并计算出此时负载运行的分布式发电DGj输出的电压Uj与频率fj，其中其中， 和为空载时分布式发电DGj输出的电压和频率；m为分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数，n为分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数；步骤S4：当负荷发生变化时，判断是否分布式发电DGj输出的电压与频率偏额定值，若是，则进入步骤S5；步骤S5：对步骤S3中所述分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m以及分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n进行修改，得到修改后的分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m1以及修改后的分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n1；步骤S6：利用修改后的分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m1以及修改后的分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n1重新计算负载运行的分布式发电DGj输出的电压与频率，得到修改后的负载运行的分布式发电DGj输出的电压Uj'与频率fj'；步骤S7：判断修改后的负载运行的分布式发电DGj输出的电压Uj'与频率fj'是否满足调整要求，若满足，则结束，若不满足，则返回步骤S4。进一步地，所述步骤S5具体包括以下步骤：步骤S51：将变化后的分布式发电DGj的输出有功功率Pj减去有功给定值Pn，得到差值(Pj-Pn)，将变化后的分布式发电DGj的输出无功功率Qj减去无功给定值Qn，得到差值(Qj-Qn)；步骤S52：把步骤S51得到的两个差值分别经过两个PI控制器得到表达式(Dp+Di/s)(Pj-Pn)以及表达式(Dp+Di/s)(Qj-Qn)；其中Dp为所述PI控制器的比例系数，Di为所述PI控制器的积分系数；步骤S53：将步骤S3中所述分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m以及分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n分别对应减去步骤S52中的两个表达式，得到修改后的分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m1以及修改后的分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n1，其中n1＝n-(Dp+Di/s)(Qj-Qn)，m1＝m-(Dp+Di/s)(Pj-Pn)。进一步地，所述步骤S6具体包括以下步骤：步骤S61：将步骤S5得到的修改后的分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m1替换步骤S3中所述公式中的m，将修改 后的分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n1替换步骤S3中所述公式fj=fj*-mPj]]>中的n；步骤S62：将步骤S5得到的修改后的分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m1以及修改后的分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n1代入步骤S3中所述公式得到修改后的负载运行的分布式发电DGj输出的电压Uj'与频率fj'，其中 Uj′=Uj*-[n-(Dp+Di/s)(Qj-Qn)]Qj,fj′=fj*-[m-(Dp+Di/s)(Pj-Pn)]Pj.]]>进一步地，所述步骤S7中所述调整要求为|fj-fj'|＜δ且|Uj-Uj'|＜ξ，其中δ＝0.02，ξ＝0.05。与现有技术相比，本专利技术具有以下2个突出优点。 1、本专利技术通过对下垂控制系数进行修改后，可以调整由负荷变化而导致电压频率的波动。2、本专利技术利用提出的方法根据输出功率自动调节传统下垂控制中的下垂系数，保证系统的电压及频率在合理的范围内，从而提高其稳定运行能力。附图说明图1为本专利技术的方法流程图。图2为本专利技术的原理框图。图3为本专利技术的下垂控制P-f特性图。图4为本专利技术的下垂控制Q-U特性图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。如图1所示，本实施例提供了一种基于控制的微电网自适应下垂控制调节电压频率的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤S1：微电网进入孤岛运行；步骤S2：简化微电网参数，在高压传输线路中，线路参数中感抗远大于电阻(即X＞＞R)，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于控制的微电网自适应下垂控制调节电压频率的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤S1：微电网进入孤岛运行；步骤S2：简化微电网参数，得到分布式发电DGj的输出有功功率以及分布式发电DGj的输出无功功率其中Uj为分布式发电DGj中逆变器输出的电压，Up为分布式发电DGj和微电网公共连接点的电压，δj为微电网公共连接点的电压与逆变器输出的电压的相角差，Xj为线路的电抗，ΔU为分布式发电DGj中逆变器输出的电压Uj与分布式发电DGj和微电网公共连接点电压Up的差值即:ΔU＝Uj‑Up；步骤S3：采用下垂控制，并计算出此时负载运行的分布式发电DGj输出的电压Uj与频率fj，其中其中，和为空载时分布式发电DGj输出的电压和频率；m为分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数，n为分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数；步骤S4：当负荷发生变化时，判断是否分布式发电DGj输出的电压与频率偏额定值，若是，则进入步骤S5；步骤S5：对步骤S3中所述分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m以及分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n进行修改，得 到修改后的分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m1以及修改后的分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n1；步骤S6：利用修改后的分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m1以及修改后的分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n1重新计算负载运行的分布式发电DGj输出的电压与频率，得到修改后的负载运行的分布式发电DGj输出的电压Uj'与频率fj'；步骤S7：判断修改后的负载运行的分布式发电DGj输出的电压Uj'与频率fj'是否满足调整要求，若满足，则结束，若不满足，则返回步骤S4。...
【技术特征摘要】
1.一种基于控制的微电网自适应下垂控制调节电压频率的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤S1：微电网进入孤岛运行；
步骤S2：简化微电网参数，得到分布式发电DGj的输出有功功率 以及分布式发电DGj的输出无功功率 其中Uj为分布式发电DGj中逆变器输出的电压，Up为分布式发电DGj和微电网公共连接点的电压，δj为微电网公共连接点的电压与逆变器输出的电压的相角差，Xj为线路的电抗，ΔU为分布式发电DGj中逆变器输出的电压Uj与分布式发电DGj和微电网公共连接点电压Up的差值即:ΔU＝Uj-Up；
步骤S3：采用下垂控制，并计算出此时负载运行的分布式发电DGj输出的电压Uj与频率fj，其中其中， 和为空载时分布式发电DGj输出的电压和频率；m为分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数，n为分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数；
步骤S4：当负荷发生变化时，判断是否分布式发电DGj输出的电压与频率偏额定值，若是，则进入步骤S5；
步骤S5：对步骤S3中所述分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m以及分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n进行修改，得 到修改后的分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m1以及修改后的分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n1；
步骤S6：利用修改后的分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m1以及修改后的分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n1重新计算负载运行的分布式发电DGj输出的电压与频率，得到修改后的负载运行的分布式发电DGj输出的电压Uj'与频率fj'；
步骤S7：判断修改后的负载运行的分布式发电DGj输出的电压Uj'与频率fj'是否满足调整要求，若满足，则结束，若不满足，则返回步骤S4。
2.根据权利要求1所述的一种基于控制的微电网自适应下垂控制调节电压频率的方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：金涛，刘对，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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