基于改进感性下垂控制的光伏微网系统离并网无缝切换系统技术方案

基于改进感性下垂控制的光伏微网系统离并网无缝切换系统，涉及离并网无缝切换技术领域。本发明专利技术为了解决现有的离并网无缝切换控制中采用的下垂控制存在控制速度较慢，对瞬态的网侧电压波动及直流输入侧的波动无法实现良好的动态补偿，并且无法对逆变器输出电流进行直接控制，并网状态下注入电网中的电能质量不可控，并网电流波形无法达到理想状态的问题。控制系统用于实时监测离网控制系统中逆变器输出电压和并网控制系统中电网电压，当检测到电网发生故障且短时间内无法恢复时，断开静态开关，在离网控制系统控制下工作，当逆变器输出电压的过零点与电网电压的过零点重合时，闭合静态开关，在并网控制系统控制下工作。它用于实现离并网无缝切换。

Seamless off-grid switching system for photovoltaic microgrid system based on improved inductive droop control

The seamless off-grid switching system of photovoltaic microgrid system based on improved inductive droop control relates to the field of off-grid seamless switching technology. In order to solve the problem that the droop control used in the existing seamless switching control of off-grid connection has a slow control speed, the transient voltage fluctuation on the grid side and the fluctuation on the DC input side can not be well compensated dynamically, and the output current of the inverter can not be directly controlled, the power quality injected into the grid in the state of grid connection is uncontrollable, and the grid-connected current waveform can not be reasonable. Think about the state of affairs. The control system is used to monitor the output voltage of the inverter in the off-grid control system and the grid voltage in the grid-connected control system in real time. When the fault of the grid is detected and can not be recovered in a short time, the static switch is disconnected and operated under the control of the off-grid control system. When the zero-crossing point of the output voltage of the inverter coincides with the zero-crossing point of the grid voltage, the static switch is closed and the grid-connected control system is operated. Work under unified control. It is used to realize seamless switching off-grid.

【技术实现步骤摘要】
基于改进感性下垂控制的光伏微网系统离并网无缝切换系统
本专利技术涉及基于改进感性下垂控制的光伏微网系统离并网无缝切换系统。属于离并网无缝切换

技术介绍
光伏微网与传统电网相比，有三种运行状态：孤岛运行、并网运行和离/并网切换运行模式。孤岛运行时，要求其能够维持自身电压和频率的稳定，将能量供给本地负载，并网逆变器工作在电压源模式。并网运行时，光伏微网通过PCC点与大电网相连，在保证本地负载功率需求的同时与大电网进行功率交换，并网逆变器通常工作在电流源模式。在离并网切换过程中，由于采用不同的控制策略，将产生暂态冲击，甚至影响微网系统及主网系统的稳定运行、影响设备的使用寿命。为保证切换过程平滑无冲击，应当设计相应的控制策略。有学者提出通过对电压电流加权控制实现无缝切换控制策略，并给出了加权系数选取原则。然而，该控制器结构复杂，且仍然是基于传统的离网电压型控制和并网电流型控制，从本质上未实现控制器在离并网状态下的统一，仍然存在一定程度的离并网切换瞬态冲击。还有学者提出了基于超级电容和蓄电池混合储能系统实现无缝切换控制策略。但该方法采用了额外的装置，增加了成本。下垂控制是广泛应用于逆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于改进感性下垂控制的光伏微网系统离并网无缝切换系统，其特征在于，它包括控制系统、离网控制系统和并网控制系统，控制系统，用于实时监测离网控制系统中逆变器输出电压和并网控制系统中电网电压，当检测到电网发生故障且短时间内无法恢复时，控制静态开关断开，使光伏微网系统在离网控制系统的控制下工作，当逆变器输出电压的过零点与电网电压的过零点重合时，闭合静态开关，使光伏微网系统在并网控制系统的控制下工作，实现离并网无缝切换；并网控制系统(4)，用于将电网输出电压vgrid经过锁频环控制生成电网相位θgrid，并采集光伏侧的电流IPVn和电压VPVn经由MPPT控制器生成光伏侧的参考电压VPVrefn，光...

【技术特征摘要】
1.基于改进感性下垂控制的光伏微网系统离并网无缝切换系统，其特征在于，它包括控制系统、离网控制系统和并网控制系统，控制系统，用于实时监测离网控制系统中逆变器输出电压和并网控制系统中电网电压，当检测到电网发生故障且短时间内无法恢复时，控制静态开关断开，使光伏微网系统在离网控制系统的控制下工作，当逆变器输出电压的过零点与电网电压的过零点重合时，闭合静态开关，使光伏微网系统在并网控制系统的控制下工作，实现离并网无缝切换；并网控制系统(4)，用于将电网输出电压vgrid经过锁频环控制生成电网相位θgrid，并采集光伏侧的电流IPVn和电压VPVn经由MPPT控制器生成光伏侧的参考电压VPVrefn，光伏侧的参考电压VPVrefn同电网相位θgrid一起输入到电流型控制器进行处理，生成全桥逆变电路的驱动信号，驱动光伏微网系统为负载供电并将多余能量馈送至电网；离网控制系统包括逆变器输出有功功率稳定模块(1)，电压控制模块(2)和电流控制模块(3)，逆变器输出有功功率稳定模块(1)，用于将采集的逆变器输出电压vacn经过锁频环FLL生成逆变器输出电压参考相位θrefn，同时生成的角频率ωn送入到改进的感性下垂方程中得到光伏侧参考功率VPVrefn，与光伏输入电流IPVn做除法得到光伏侧的参考电压VPVrefn送入到电流控制模块(3)中，以维持光伏侧输入功率与逆变器输出侧负载功率平衡；电压控制模块(2)，用于采集逆变器输出电压vacn和电流iacn经过功率计算得到无功功率Qn，该无功功率Qn经过无功感性下垂控制器进行无功控制，生成参考幅值Vrefn，该参考幅值Vrefn乘以所述参考相位的正弦函数sin(θrefn)得到交流参考电压vacrefn，用该交流参考电压vacrefn减去逆变器输出电压vacn得到值送入输出电压PI控制器中，该控制器输出的值送入电流控制模块(3)中；电流控制模块(3)，用于对光伏侧的参考电压VPVrefn和控制器输...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鸿鹏，张伟，刘晓曦，周民生，王卫，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23