一种抑制并网点电压畸变的控制方法技术

本发明专利技术提供一种抑制并网点电压畸变的控制方法，具体利用基于下垂控制并联的电压源逆变器抑制并网点电压畸变，所述控制方法将微电网控制策略分成三层，其中二层控制策略向底层控制策略输出

A control method of restraining voltage distortion of parallel network

The invention provides a control method for suppressing voltage distortion of parallel nodes, specifically using voltage source inverter based on droop control parallel to suppress voltage distortion of parallel nodes. The control method divides the micro grid control strategy into three layers, wherein the two-layer control strategy outputs to the bottom layer control strategy

【技术实现步骤摘要】
一种抑制并网点电压畸变的控制方法
本专利技术涉及低压配电
，涉及一种抑制并网点电压畸变的控制方法，具体涉及一种利用基于下垂控制并联的电压源逆变器抑制并网点电压畸变的控制方法。
技术介绍
随着低压配电网中非线性负荷的增长及线路阻抗的作用，公共耦合点电压的电能质量会出现恶化。目前，一般使用有源电力滤波器(APF,Activepowerfilter)对低压配电网公共耦合点的电能质量进行提升，虽然产生了一定的提升效果，但是极大地增加了系统成本。因此，设计一种既能够有效提升低压配电网公共耦合点的电能质量，成本又较低的方案成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种既能够有效提升低压配电网公共耦合点的电能质量、成本又较低的抑制并网点电压畸变的控制方法。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种抑制并网点电压畸变的控制方法，具体利用基于下垂控制并联的电压源逆变器抑制并网点电压畸变，所述控制方法包括：底层控制策略，采集各逆变器的输出电流、微电网交流母线电压、各逆变器的滤波电容电压和各逆变器的滤波电感电流，得到四组采集值，利用这四组采集值以及来自二层控制策略的微电网交流母线基波正序分量角频率和用于补偿并网点电压畸变的谐波电压参考信号Δvhar-dq、来自三层控制策略的微电网有功功率并网控制环路的输出量和微电网无功功率并网控制环路的输出量得到分别用于控制底层各逆变器开关管动作的各组开关管控制信号，从而实现在各逆变器之间按比例进行有功功率及无功功率的分配；二层控制策略，采集微电网并网点电压和微电网交流母线电压，得到两组采集值，获取微电网交流母线基波正序分量角频率利用这两组采集值和得到用于补偿并网点电压畸变的谐波电压参考信号Δvhar-dq，然后将和Δvhar-dq输出至底层控制策略，以控制底层各逆变器向电网注入适当的谐波电流，补偿并网点电压畸变；三层控制策略，采集微电网并网电流和微电网并网点电压，得到两组采集值，利用这两组采集值得到微电网有功功率并网控制环路的输出量和微电网无功功率并网控制环路的输出量然后将和输出至底层控制策略，以控制底层各逆变器向电网注入所需的有功功率和无功功率的基频分量。可选地，所述底层控制策略具体为：采集各逆变器的输出电流和微电网交流母线电压，得到两组采集值，利用这两组采集值计算出各逆变器输出的瞬时有功功率p和瞬时无功功率q；通过下垂控制器利用各逆变器输出的瞬时有功功率p和瞬时无功功率q得到各逆变器电压外环参考信号基频分量的相位和幅值将与来自三层控制策略的叠加，以及将与来自三层控制策略的叠加，得到两组叠加值，再通过参考信号生成模块利用这两组叠加值得到三相基频参考信号vrefabc；通过谐波参考信号重构模块利用来自二层控制策略的对Δvhar-dq进行dq/abc变换，将Δvhar-dq中包含的各次谐波重构到abc坐标下，以得到三相谐波参考信号Δvhar-abc；将vrefabc与Δvhar-abc叠加，得到各逆变器的三相电压外环参考信号vrefABC；采集各逆变器的滤波电容电压和各逆变器的滤波电感电流，得到两组采集值，使这两组采集值和vrefABC通过电压电流双闭环控制得到调制信号；通过PWM调制模块对所述调制信号进行处理，得到分别用于控制底层各逆变器开关管动作的各组开关管控制信号。可选地，所述通过下垂控制器利用各逆变器输出的瞬时有功功率p和瞬时无功功率q得到各逆变器电压外环参考信号基频分量的相位和幅值具体为：利用p和q，通过下述公式(1)计算得出和式(1)中，与分别是逆变器电压外环参考信号基频分量的相位与幅值，ω*与E*分别是逆变器输出的基频分量的频率与电压的标准值，mp与mq分别是逆变器输出的有功功率与无功功率的下垂系数，p*与q*分别是逆变器输出的有功功率与无功功率的标准值，ωc为低通滤波器的带宽，p和q分别是逆变器输出的瞬时有功功率与瞬时无功功率。可选地，所述通过参考信号生成模块利用这两组叠加值得到三相基频参考信号vrefabc具体为：利用这两组叠加值，通过公式(2)计算得出vrefabc，式(2)中，vrefa、vrefb和vrefc分别为A相、B相和C相基频参考信号，为逆变器电压外环参考信号基频分量的幅值，为来自三层控制器的微电网无功功率并网控制环路的输出量，为逆变器电压外环参考信号基频分量的相位，为来自三层控制器的微电网有功功率并网控制环路的输出量。可选地，所述通过谐波参考信号重构模块利用来自二层控制策略的对Δvhar-dq进行dq/abc变换，将Δvhar-dq中包含的各次谐波重构到abc坐标下，以得到三相谐波参考信号Δvhar-abc具体为：使Δvhar-dq通过多路分配器分离成谐波电压参考信号的5次负序分量7次正序分量11次负序分量和13次正序分量使通过积分器进行积分运算，得到基频分量角度信号，然后将基频分量角度信号分别乘以-5、+7、-11和+13，得到四组乘积，并将这四组乘积分别对谐波电压参考信号的5次负序分量7次正序分量11次负序分量和13次正序分量进行dq/abc变换，得到abc坐标系下的谐波电压参考信号的5次负序分量7次正序分量11次负序分量和13次正序分量将和进行叠加，得到abc坐标系下的三相谐波参考信号Δvhar-abc。可选地，所述使这两组采集值和vrefABC通过电压电流双闭环控制得到调制信号具体为：使各逆变器的滤波电容电压和vrefABC分别经过abc/dq变换，得到两组变换结果，将所述两组变换结果的差值输入电压外环控制器并得到一输出信号，再使各逆变器的滤波电感电流经过abc/dq变换，得到一组变换结果，然后将电压外环控制器的输出信号与所述一组变换结果的差值输入电流内环控制器并得到一输出信号，则电流内环控制器的输出信号即为所述调制信号。可选地，所述电压外环控制器的传递函数为：所述电流内环控制器的传递函数为：式(4)和式(5)中，kpv与kiv分别为电压控制环中比例及积分控制参数；与ωb分别为电压控制环n次谐振积分参数及基频分量角频率；kpi与kii分别为电流控制环比例及积分参数。可选地，所述二层控制策略具体为：采集微电网并网点电压vPCC,abc和微电网交流母线电压vmg,abc；使vPCC,abc和vmg,abc分别经过abc/dq变换，得到vPCC,dq和vmg,dq；获取微电网并网点谐波电压目标值；使微电网并网点谐波电压目标值与vPCC,dq的差值分别经过6次谐振控制器和12次谐振控制器的运算，得到两个内环运算参考值；使6次谐振控制器输出的内环运算参考值与vmg,dq的差值再经过6次谐振控制器的运算，得到包含6次谐波分量的补偿信号使12次谐振控制器输出的内环运算参考值与vmg,dq的差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制并网点电压畸变的控制方法，具体利用基于下垂控制并联的电压源逆变器抑制并网点电压畸变，其特征在于，所述控制方法包括：/n底层控制策略，采集各逆变器的输出电流、微电网交流母线电压、各逆变器的滤波电容电压和各逆变器的滤波电感电流，得到四组采集值，利用这四组采集值以及来自二层控制策略的微电网交流母线基波正序分量角频率

【技术特征摘要】
1.一种抑制并网点电压畸变的控制方法，具体利用基于下垂控制并联的电压源逆变器抑制并网点电压畸变，其特征在于，所述控制方法包括：
底层控制策略，采集各逆变器的输出电流、微电网交流母线电压、各逆变器的滤波电容电压和各逆变器的滤波电感电流，得到四组采集值，利用这四组采集值以及来自二层控制策略的微电网交流母线基波正序分量角频率和用于补偿并网点电压畸变的谐波电压参考信号Δvhar-dq、来自三层控制策略的微电网有功功率并网控制环路的输出量和微电网无功功率并网控制环路的输出量得到分别用于控制底层各逆变器开关管动作的各组开关管控制信号，从而实现在各逆变器之间按比例进行有功功率及无功功率的分配；
二层控制策略，采集微电网并网点电压和微电网交流母线电压，得到两组采集值，获取微电网交流母线基波正序分量角频率利用这两组采集值和得到用于补偿并网点电压畸变的谐波电压参考信号Δvhar-dq，然后将和Δvhar-dq输出至底层控制策略，以控制底层各逆变器向电网注入适当的谐波电流，补偿并网点电压畸变；
三层控制策略，采集微电网并网电流和微电网并网点电压，得到两组采集值，利用这两组采集值得到微电网有功功率并网控制环路的输出量和微电网无功功率并网控制环路的输出量然后将和输出至底层控制策略，以控制底层各逆变器向电网注入所需的有功功率和无功功率的基频分量。


2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述底层控制策略具体为：
采集各逆变器的输出电流和微电网交流母线电压，得到两组采集值，利用这两组采集值计算出各逆变器输出的瞬时有功功率p和瞬时无功功率q；
通过下垂控制器利用各逆变器输出的瞬时有功功率p和瞬时无功功率q得到各逆变器电压外环参考信号基频分量的相位和幅值
将与来自三层控制策略的叠加，以及将与来自三层控制策略的叠加，得到两组叠加值，再通过参考信号生成模块利用这两组叠加值得到三相基频参考信号vrefabc；
通过谐波参考信号重构模块利用来自二层控制策略的对Δvhar-dq进行dq/abc变换，将Δvhar-dq中包含的各次谐波重构到abc坐标下，以得到三相谐波参考信号Δvhar-abc；
将vrefabc与Δvhar-abc叠加，得到各逆变器的三相电压外环参考信号vrefABC；
采集各逆变器的滤波电容电压和各逆变器的滤波电感电流，得到两组采集值，使这两组采集值和vrefABC通过电压电流双闭环控制得到调制信号；
通过PWM调制模块对所述调制信号进行处理，得到分别用于控制底层各逆变器开关管动作的各组开关管控制信号。


3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述通过下垂控制器利用各逆变器输出的瞬时有功功率p和瞬时无功功率q得到各逆变器电压外环参考信号基频分量的相位和幅值具体为：
利用p和q，通过下述公式(1)计算得出和



式(1)中，与分别是逆变器电压外环参考信号基频分量的相位与幅值，ω*与E*分别是逆变器输出的基频分量的频率与电压的标准值，mp与mq分别是逆变器输出的有功功率与无功功率的下垂系数，p*与q*分别是逆变器输出的有功功率与无功功率的标准值，ωc为低通滤波器的带宽，p和q分别是逆变器输出的瞬时有功功率与瞬时无功功率。


4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述通过参考信号生成模块利用这两组叠加值得到三相基频参考信号vrefab具体为：
利用这两组叠加值，通过公式(2)计算得出vrefabc，



式(2)中，vrefa、vrefb和vrefc分别为A相、B相和C相基频参考信号，为逆变器电压外环参考信号基频分量的幅值，为来自三层控制器的微电网无功功率并网控制环路的输出量，为逆变器电压外环参考信号基频分量的相位，为来自三层控制器的微电网有功功率并网控制环路的输出量。


5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述通过谐波参考信号重构模块利用来自二层控制策略的对Δvhar-dq进行dq/abc变换，将Δvhar-dq中包含的各次谐波重构到abc坐标下，以得到三相谐波参考信号Δvhar-abc具体为：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周洪伟，冯伟，孙凯，刘永奎，李国，
申请(专利权)人：特变电工新疆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65