一种低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制方法技术

本发明专利技术公开了一种低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制方法，包括三相逆变器、下垂控制、电压电流双闭环控制三个部分。本发明专利技术提出的控制方法不仅在线路呈阻感特性情况下仍能实现对低压微电网电能质量灵活而有效的控制，而且适用于并网／孤岛2种运行模式，可对上层能量管理系统给定的参考指令进行快速跟踪，实现各分布式电源输出功率的合理分配。同时，通过实时优化参考指令进行跟踪，较好地解决了功率的合理分配问题，且环流较小，该控制策略避免了微电网模式切换过程中的控制策略切换，可减少微电网系统控制的复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制方法所属
本专利技术涉及一种三相逆变器控制方法，尤其涉及一种低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制方法。
技术介绍
作为智能电网与第三次工业革命中能源互联网的重要组成部分，微电网是一种由负荷和微电源（即微电网中的分布式电源）共同组成的可控区域性系统。为了能与电力系统友好地融合，实际应用中的微电网需要在通信网络的支撑下通过配网级、微电网级和单元级3个层次控制系统间的协调合作。该协调合作一般可由微电网级中央控制器进行集中控制和优化管理，协调整个层次控制系统；微电网中光伏发电、风力发电等基于可再生能源的分布式发电单元级的就地控制器负责采集系统运行数据、传输控制指令以及保持系统电压和频率稳定性。微电网在并网运行时，由于电网可以稳定系统的频率，就地控制单元一般不需要进行频率调节，分布式发电单元的逆变器一般采用PQ控制，输出中央控制器指定的有功和无功功率；在孤岛运行时就地控制单元则通常需基于下垂控制方法自动跟踪负荷变化以维持系统电压和频率稳定。这种传统的微电网控制策略决定了分布式电源逆变器在微电网运行方式发生改变时需要及时改变控制模式，这必然增加控制模块设计和实际操作的复杂性。此外，尽管常规下垂控制在线路感性占优的中压电网中已被验证对调控电压幅值和频率具有比较理想的效果，但下垂控制的原理决定了其控制性能对线路阻感比（R／X）具有高度的依赖性。
技术实现思路
为了克服常规下垂控制系统不稳定并难以实现对电能质量有效控制的难题，本专利技术提出一种低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制方法，包括三相逆变器、下垂控制、电压电流双闭环控制三个部分。所述三相逆变器电路由六个带反并联二极管的IGBT组成的桥式电路构成。所述下垂控制采用PQ-fU功率耦合下垂控制，且参数可根据上层中央控制器下达的优化调度指令实时进行调整。所述电压电流双闭环控制通过电压环和电流环的控制，采用PWM调制的方式得到逆变器开关控制信号。本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的控制方法不仅在线路呈阻感特性情况下仍能实现对低压微电网电能质量灵活而有效的控制，而且适用于并网／孤岛2种运行模式，可对上层能量管理系统给定的参考指令进行快速跟踪，实现各分布式电源输出功率的合理分配。同时，通过实时优化参考指令进行跟踪，较好地解决了功率的合理分配问题，且环流较小，该控制策略避免了微电网模式切换过程中的控制策略切换，可减少微电网系统控制的复杂度。附图说明图1三相逆变器。图2下垂控制框图。图3电压电流双闭环控制。具体实施方案如图2所示，外环采用PQ-fU功率耦合下垂控制，图中可调增益参数r体现了阻感比的影响。由于PQ-fU耦合下垂控制综合了有功和无功的偏差，因此在线路阻感比较高时仍然能对频率和电压进行有效控制；其输入量中功率参考值（Pref和Qref）通常可根据上层中央控制器下达的优化调度指令实时进行调整，对应为该被控分布式电源在调度时段的最优出力。在内环控制的设计中，鉴于电压环若采用传统的比例积分（PI）控制通常存在无法消除系统输出电压的稳态误差的问题，在此将系统中的电压环控制改进为比例复数积分（PCI）控制，以实现电压的零稳态误差控制，同时系统还能具有较快的动态响应性能。通过内环控制器调节输出作为逆变器交流侧输出电压的参考给定值，与三角载波比较产生PWM波用于控制开关器件的开通和关断，从而控制逆变器交流侧的输出电压。内环控制器有利于提高分布式电源输出电能质量、减少谐波以及降低不对称负荷和扰动对系统的影响，增加系统的鲁棒性。本专利技术的控制方法，不仅在低压微电网孤岛运行时可实现对电能质量的有效控制，而且由于PQ-fU功率耦合下垂控制还可同时对上层中央控制器能量管理优化系统下达的功率参考指令进行实时跟踪，这样既能在微电网并网时实现常规的PQ控制功能，使得分布式发电单元输出中央控制器指定的有功和无功功率，又能在微电网孤岛运行时实现微电网系统级的各分布式电源功率的优化分配。因此该控制策略可适用于并网／孤岛2种运行模式，避免了在微电网运行模式发生改变时必须切换逆变器控制模式的问题，同时还能实现微电网系统优化调度功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制方法，其特征在于：包括三相逆变器、下垂控制、电压电流双闭环控制三个部分。

【技术特征摘要】
1.一种低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制方法，其特征在于：包括三相逆变器、下垂控制、电压电流双闭环控制三个部分。2.如权利要求1所述的低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制方法，其特征在于所述三相逆变器电路由六个带反并联二极管的IGBT组成的桥式电路构成。3.如权利要求1所述的低压微电网三相逆变器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张叡，
申请(专利权)人：张叡，
类型：发明
国别省市：辽宁,21