一种主从式微电网系统的切换控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种主从式微电网系统的切换控制系统，由主电源、若干个从电源、控制器、交流母线和DC/AC逆变器构成；主电源和从电源通过三相逆变器接入微电网交流母线；主电源通过静态开关实现并网和独立运行；微电网并网运行时，工作于功率控制方式，微电网所带负荷可有分布式电源和电网同时供电，当分布式发电功率大于负荷需求功率时，可向电网输送功率；当微网独立运行时，主电源采用恒压频比控制模式，微网负荷仅由分布式电源独立供电。系统给出了具体的补偿算法，通过切换控制，实现主电源逆变器在恒功率模式和恒压频比模式间的平滑切换，保障了微电网的稳定运行和电能质量。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子
，具体涉及微电网系统控制，主要应用于主从式微电网结构中微电网系统的切换控制。
技术介绍
微电网可以运行于主从控制模式或对等控制模式。在主从控制模式下，当微电网处于联网运行时，有外部电网为所有分布式电源提供电网电压和频率参考，所有并网逆变器可采用恒功率控制模式；当微电网系统转入独立运行时，则需要有一个主电源采用恒压频比控制模式，主电源控制应该具有两种模式间的快速切换能力，才能保证主从控制模式下系统正常运行。有鉴于此，本专利提出一种主从式微电网系统的切换控制方法，通过设计切换控制器，实现主电源逆变器在恒功率模式和恒压频比模式间的平滑切换。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的主从式微电网系统的切换控制系统。为实现上述目的，本专利技术所采用了下述的技术方案：一种主从式微电网系统的切换控制系统，由主电源、若干个从电源、控制器、交流母线和DC/AC逆变器构成；主电源和从电源通过三相逆变器接入微电网交流母线；主电源通过静态开关实现并网和独立运行；微电网并网运行时，工作于功率控制方式，微电网所带负荷可有分布式电源和电网同时供电，当分布式发电功率大于负荷需求功率时，可向电网输送功率；当微网独立运行时，主电源采用恒压频比控制模式，微网负荷仅由分布式电源独立供电。优选方案，所述控制器由微电网平滑切换补偿控制器、电流环控制和补偿环节、d轴定向参考补偿环节构成。优选方案，微电网联网运行时，主电源逆变器工作于恒功率控制模式，采用双闭环控制策略，通常是基于电网电压定向和空间矢量调制的电流解耦控制。优选方案，当微电网独立运行时，主电源逆变器采用恒压频比控制模式，维持负荷侧电压稳定，在工频运行情况下，只要保持系统电压稳定即可，从而采用电压电流双闭环控制结构，实现系统恒压控制。优选方案，主电源控制模式在切换为恒功率控制后，其功率参考初值应设定为切换前逆变器输出功率，然后逐渐增加至期望功率参考。优选方案，在恒功率控制模式中，d轴以电网电压矢量为参考；在恒电压控制模式中，d轴以恒定频率旋转矢量为参考。因此，控制模式切换会导致d轴定向参考发生变化。为保证切换时d轴定向不发生突变，需要记忆切换前d轴定向角度。从而，在系统中加入d轴定向参考保持环节。系统给出了具体的补偿算法，通过切换控制，实现主电源逆变器在恒功率模式和恒压频比模式间的平滑切换，保障了微电网的稳定运行和电能质量。附图说明图1为本专利技术主从式微电网系统结构图；图2为本专利技术切换控制器原理图。具体实施方式为了使从事微电网控制相关技术人员能更好地理解本专利技术方案，下面参照附图对本专利技术实施方式进行详细说明。参见图1，本系统提供了主从式微电网系统结构图，该系统主要由主电源、若干个从电源、控制器、交流母线和逆变器等构成。主电源和从电源通过三相逆变器接入微电网交流母线，并通过静态开关实现并网和独立运行。系统中，从电源始终采用功率控制，而主电源根据并网和独立运行方式的不同，
工作于不同的控制方式，微电网并网运行时，工作于功率控制方式，微电网所带负荷可有分布式电源和电网同时供电，当分布式发电功率大于负荷需求功率时，可向电网输送功率。当微网独立运行时，主电源采用恒压频比控制模式，微网负荷仅由分布式电源独立供电。DC/AC逆变器是系统的核心，用于控制电源和交流母线之间能量吞吐。参见图2，给出了切换控制器原理图，该系统主要由微电网平滑切换补偿控制器、电流环控制和补偿环节、d轴定向参考补偿环节等构成。微电网平滑切换补偿控制器主要实现孤岛转并网或并网转孤岛运行时系统的切换。微电网联网运行时，主电源逆变器工作于恒功率控制模式，采用双闭环控制策略，通常是基于电网电压定向和空间矢量调制的电流解耦控制。当微电网独立运行时，主电源逆变器采用恒压频比控制模式，维持负荷侧电压稳定，在工频运行情况下，只要保持系统电压稳定即可，从而采用电压电流双闭环控制结构，实现系统恒压控制。电压环和电流环采用PI调节器。在本系统中，主要关注点为主电源处于两种状态下的切换控制。具体原理为：切换前，电流环输出为稳态值，切换后，由于电流环PI调节器从零调整到稳态，必将需要一定的调节时间。为防止切换时输出电流减小而造成逆变器出口电压进一步降低，采用电流参考补偿策略： i d r e f = i d r e f _ v + i d r e f _ n v i q r e f = i q r e f _ v + i q r e f _ n v ]]>其中，idref_nv、iqref_nv表示切换前有功电流和无功电流参考信号，idref_v、iqref_v表示加入电压环后，PI调节器产生的电流参考信号。因此，在切换后进行电压控制，具有了电流参考初值，便可抑制输出电流稳态前的下降过程。当微电网重新并入电网运行时，主电源控制模式在切换为恒功率控制后，其功率参考初值应设定为切换前逆变器输出功率，然后逐渐增加至期望功率参考。因此，考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主从式微电网系统的切换控制系统，其特征在于：由主电源、若干个从电源、控制器、交流母线和DC/AC逆变器构成；主电源和从电源通过三相逆变器接入微电网交流母线；主电源通过静态开关实现并网和独立运行；微电网并网运行时，工作于功率控制方式，微电网所带负荷可有分布式电源和电网同时供电，当分布式发电功率大于负荷需求功率时，可向电网输送功率；当微网独立运行时，主电源采用恒压频比控制模式，微网负荷仅由分布式电源独立供电。

【技术特征摘要】
1.一种主从式微电网系统的切换控制系统，其特征在于：由主电源、若干个从电源、控制器、交流母线和DC/AC逆变器构成；主电源和从电源通过三相逆变器接入微电网交流母线；主电源通过静态开关实现并网和独立运行；微电网并网运行时，工作于功率控制方式，微电网所带负荷可有分布式电源和电网同时供电，当分布式发电功率大于负荷需求功率时，可向电网输送功率；当微网独立运行时，主电源采用恒压频比控制模式，微网负荷仅由分布式电源独立供电。2.根据权利要求1所述的主从式微电网系统的切换控制系统，所述控制器由微电网平滑切换补偿控制器、电流环控制和补偿环节、d轴定向参考补偿环节构成。3.根据权利要求2所述的主从式微电网系统的切换控制系统，其特征在于：微电网联网运行时，主电源逆变器工作于恒功率控制模式，采用双闭环控制策略，通常是基于电网电压定向和空间矢量调制的电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：张元敏，王武，
申请(专利权)人：许昌学院，
类型：发明
国别省市：河南;41