一种微网群分布式电压不平衡补偿方法技术

一种微网群分布式电压不平衡补偿方法，首先将公共耦合点的电压vabc通过派克变换转化为dq旋转坐标系下的电压vd，vq，然后，使用低通滤波器LPF提取公共耦合点电压在旋转dq坐标系下的正、负序分量

【技术实现步骤摘要】
一种微网群分布式电压不平衡补偿方法
本专利技术属于微电网控制
，特别是一种微网群分布式电压不平衡补偿方法。
技术介绍
微电网是将分布式能源和所有发电配电设备及二次设备有机的结合在一起，形成一个可以独立运行的小型发用电系统。它具备自我控制和自我能量管理的能力，是发挥分布式电源效能的主要方式，具有巨大的社会与经济意义。微电网数量的不断增多有效的促进了多个分布式电源、储能及负载之间的能量传递。在由多个微电网互联组成的微网群中，电压不平衡会对设备和电力系统造成不利影响，将导致电力系统产生更多的损耗。针对微网群中电压不平衡补偿方法展开深入研究对维持微网群的稳定运行具有重要意义。现有技术文献中：Amethodofthreephasebalancinginmicrogridbyphotovoltaicgenerationsystems(M.Hojo,Y.Iwase,T.Funabashi,andY.Ueda,“Amethodofthreephasebalancinginmicrogridbyphotovoltaicgenerationsystems,”inProceedings.2008PowerElectronicsandMotionControlConference.,pp.2487–2491.)提出一种通过分布式电源注入负序电流来补偿电压不平衡的方法。通过该方法，尽管存在不平衡的负载，但是线路电流仍然平衡。Acooperativeimbalancecompensationmethodfordistributed-generationinterfaceconverters(P.T.Cheng,C.Chen,T.L.Lee,andS.Y.Kuo,“Acooperativeimbalancecompensationmethodfordistributed-generationinterfaceconverters,”IEEETransactionsonIndustryApplications.,vol.45,no.2,pp.805–815,Mar./Apr.2009.)提出了一种针对微电网变换器下垂控制的不平衡补偿技术。该技术能使各变换器之间的不平衡电流均匀分布，从而与现有的有功频率(P-f)和无功电压(Q-v)下垂控制系统无缝集成，提高了整个系统的电能质量。Experimentalevaluationofvoltageunbalancecompensationinanislandedmicrogrid(M.Savaghebi,J.M.Guerrero,A.Jalilian,andJ.C.Vasquez,“Experimentalevaluationofvoltageunbalancecompensationinanislandedmicrogrid,”inProceedings.20thIEEEInternationalSymposiumonIndustryElectronics.,pp.1453–1458.)提出了一种基于分布式电源接口变换器控制的微电网电压不平衡补偿方法。在该方法中，有功和无功功率控制回路被用作协调分布式电源之间的功率共享。上述文献记载中控制方法均是为了补偿分布式电源端电压不平衡，其并没有考虑对公共耦合点处电压不平衡的补偿。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种微网群分布式电压不平衡补偿方法，该方法能够解决微网群接入单相不平衡负载引起的公共耦合点处三相电压不平衡问题，且在对电压进行补偿的同时还能兼顾各分布式电源的电压质量。该方法在补偿公共耦合点电压不平衡方面具有明显效果，且在应对电源输出功率波动和负荷突变时表现出了较强的鲁棒性。本专利技术采取的技术方案为：一种微网群分布式电压不平衡补偿方法，包括以下步骤：步骤1：首先采集公共耦合点的电压vabc通过派克变换,转化为dq旋转坐标系下的电压vd，vq，然后，使用低通滤波器LPF提取公共耦合点的电压在dq旋转坐标系下的正、负序分量步骤2：公共耦合点的电压正序量和负序量信号传输到二级控制器，计算电压不平衡度VUF；步骤3：将电压不平衡度VUF的计算值与电压不平衡度参考值VUF*比较的误差，作为比例积分PI控制器的输入信号，然后将其输出信号与公共耦合点的电压负序量相乘，把生成的不平衡补偿参考值UCRdq传输到初级控制；步骤4：建立基于复合鲁棒控制的电压控制数学模型，其传递函数为：其中，G(s)为控制通道传递函数；GQPR(s)为准谐振控制器传递函数；K(s)为鲁棒反馈控制器传递函数。步骤5：在H∞控制标准下，设计鲁棒控制器的闭环系统输出传递函数：根据H∞控制标准问题，系统输入、输出分别为w＝[ig1vref]T、z＝[zezuzt]T，含有鲁棒控制器的闭环系统状态空间模型表示为：其中，ig1为电网电流，vref为参考电压；ze为误差输出，zu为控制输出，zt为系统鲁棒性能的系统输出量；u为控制输出信号，y为量测输出信号，G为广义传递函数矩阵，K为待设计的鲁棒控制器。步骤6：对广义传递函数矩阵G进行求解：针对广义被控系统选择状态变量x＝[if1vc]T；同时w＝[ig1vref]T，能得到如下状态方程：其中，if1为电感电流，vc为滤波电容电压；为状态变量的一阶微分形式，A1为系统矩阵，B11、B12为输入矩阵；Rf1、Lf1和Cf1为储能主电路中的电阻、电感和电容的值。设加权函数We、Wu、Wt如下：等式的数学描述为We＝Ce(sI-Ae)-1Be+De，Wu＝Cu(sI-Au)-1Bu+Du，Wt＝Ct(sI-At)-1Bt+Dt。其中，We为跟踪偏差加权函数，Wu控制输出的加权函数，Wt系统鲁棒性能的加权函数；Ae，Be，Ce，De分别为跟踪偏差加权下的系统参数，输入参数，输出参数和前馈参数；Au，Bu，Cu，Du分别为控制输出加权下的系统参数，输入参数，输出参数和前馈参数；At，Bt，Ct，Dt分别为系统鲁棒性能加权下的系统参数，输入参数，输出参数和前馈参数；s为复频域算子，I单位矩阵。得到在已知输入w＝[ig1vref]T、u及输出z＝[zezuzt]T和y的条件下，广义被控对象：Ce1′＝[0-1]，De1′＝[01]，De2′＝0，Cu1′＝[00]，Du1′＝[00]，Du2′＝1，Ct1′＝[01]，Dt1′＝[00]Dt2′＝0，C2＝[0-1]，D21＝[01]，D22＝0。其中，Ae为跟踪偏差加权下的系统参数，Au为控制输出加权下的系统参数，At为系统鲁棒性能加权下的系统参数A1为系统矩阵；Be为跟踪偏差加权下的输入参数，Bu为控制输出加权下的输入参数，Bt为系统鲁棒性能加权下的输入参数；B11与B12为广义被控对象下的输入矩阵；Ce为跟踪偏差加权下的输出参数，Cu为控制输出加权下输出参数，Ct为系统鲁棒性能加权下的输出参数，Ce1′为输出跟踪偏差的输出参数，Cu1′为输出为控制信号的输出参数，Ct1′为输出为鲁棒性能的输出参数；De为跟踪偏差加权下的前馈参数，Du为控制输出加权下的前馈参数，Dt为系统鲁棒性能加权下的前馈参数，D21与D22为广义被控对象下的前馈参数，De1′与De2′为广义被控对象下输出为跟踪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微网群分布式电压不平衡补偿方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：首先采集公共耦合点的电压vabc通过派克变换,转化为dq旋转坐标系下的电压vd，vq，然后，使用低通滤波器LPF提取公共耦合点的电压在dq旋转坐标系下的正、负序分量

【技术特征摘要】
1.一种微网群分布式电压不平衡补偿方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：首先采集公共耦合点的电压vabc通过派克变换,转化为dq旋转坐标系下的电压vd，vq，然后，使用低通滤波器LPF提取公共耦合点的电压在dq旋转坐标系下的正、负序分量步骤2：公共耦合点的电压正序量和负序量信号传输到二级控制器，计算电压不平衡度VUF；步骤3：将电压不平衡度VUF的计算值与电压不平衡度参考值VUF*比较的误差，作为比例积分PI控制器的输入信号，然后将其输出信号与公共耦合点的电压负序量相乘，把生成的不平衡补偿参考值UCRdq传输到初级控制；步骤4：建立基于复合鲁棒控制的电压控制数学模型，其传递函数为：其中，G(s)为控制通道传递函数；GQPR(s)为准谐振控制器传递函数；K(s)为鲁棒反馈控制器传递函数；步骤5：在H∞控制标准下，设计鲁棒控制器的闭环系统输出传递函数：根据H∞控制标准问题，系统输入、输出分别为w＝[ig1vref]T、z＝[zezuzt]T，含有鲁棒控制器的闭环系统状态空间模型表示为：其中，ig1为电网电流，vref为参考电压；ze为误差输出，zu为控制输出，zt为系统鲁棒性能的系统输出量；u为控制输出信号，y为量测输出信号，G为广义传递函数矩阵，K为待设计的鲁棒控制器；步骤6：对广义传递函数矩阵G进行求解：针对广义被控系统选择状态变量x＝[if1vc]T；同时w＝[ig1vref]T，能得到如下状态方程：其中，if1为电感电流，vc为滤波电容电压；为状态变量的一阶微分形式，A1为系统矩阵，B11、B12为输入矩阵；Rf1、Lf1和Cf1为储能主电路中的电阻、电感和电容的值；设加权函数We、Wu、Wt如下：等式的数学描述为We＝Ce(sI-Ae)-1Be+De，Wu＝Cu(sI-Au)-1Bu+Du，Wt＝Ct(sI-At)-1Bt+Dt；其中，We为跟踪偏差加权函数，Wu控制输出的加权函数，Wt系统鲁棒性能的加权函数；Ae，Be，Ce，De分别为跟踪偏差加权下的系统参数，输入参数，输出参数和前馈参数；Au，Bu，Cu，Du分别为控制输出加权下的系统参数，输入参数，输出参数和前馈参数；At，Bt，Ct，Dt分别为系统鲁棒性能加权下的系统参数，输入参数，输出参数和前馈参数；s为复频域算子，I单位矩阵；得到在已知输入w＝[ig1vref]T、u及输出z＝[zezuzt]T和y的条件下，广义被控对象：Ce1′＝[0-1]，De1′＝[01]，De2′＝0，Cu1′＝[00]，Du1′＝[00]，Du2′＝1，Ct1′＝[01]，Dt1′＝[00]Dt2′＝0，C2＝[0-1]，D21＝[01]，D2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王灿，梅世颐，余宏亮，陈思睿，程杉，杨楠，刘颂凯，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42