微电网中储能变流器的控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种微电网中储能变流器的控制装置，所述储能变流器包括依次连接的直流电源、三相逆变电路、滤波电感和滤波电容，所述储能变流器通过变压器连接至微电网的公共母线，所述控制装置包括：下垂控制器，所述下垂控制器根据所述储能变流器输出的无功电流I

Control device of energy storage converter in microgrid

【技术实现步骤摘要】
微电网中储能变流器的控制装置
本技术主要涉及微电网控制领域，尤其涉及一种微电网中储能变流器的控制装置。
技术介绍
微网中，分布式电源通常是通过基于电力电子技术的储能变流器进行电能转换后接入微网中进行能量交换的。储能变流器包括DC/AC，DC/DC等多种形式。对于稳态运行下储能变流器的控制策略，主要分为以输出有功功率/无功功率为目标的PQ控制模式、提供稳定交流母线电压支撑为目标的Vf控制模式，以及根据传统发电机输出有功功率/频率以及无功功率/电压之间的线性关系而引申而来的下垂控制模式等。下垂控制模式多以逆变器出口电压为控制目标，由于线路电压跌落的原因，会导致储能变流器的机端输出电压不稳定，其参考电压很难维持在统一幅值上，直接影响了微网母线电压的稳定性，导致电能质量降低。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供微电网中储能变流器的控制装置，以提高微网母线电压的稳定性，提升电能质量。为解决上述技术问题，本技术的一方面提供了一种微电网中储能变流器的控制装置，所述储能变流器包括依次连接的直流电源、三相逆变电路、滤波电感和滤波电容，所述储能变流器通过变压器连接至微电网的公共母线，所述控制装置包括：下垂控制器，所述下垂控制器根据所述储能变流器输出的无功电流IQ对所述储能变流器的目标输出电压Ucref进行下垂控制，以及根据所述储能变流器输出的有功功率P对所述储能变流器的目标输出角频率ωref进行下垂控制；双环控制器，所述双环控制器根据所述滤波电感的输出电流i1、所述下垂控制器的目标输出电压Ucref和目标输出角频率ωref生成驱动信号，所述储能变流器根据所述驱动信号调整所述三相逆变电路的电动势e，输出稳定的母线电压UM。在本技术的一实施例中，所述下垂控制器进行下垂控制所采用的公式为：ωref＝ω*-mP其中，Ucref为储能变流器的目标输出电压，为母线空载额定电压，Xt为路线总感抗，m和y为下垂系数，IQ为储能变流器输出的无功电流，ωref为目标输出角频率，ω*为额定角频率，P为储能变流器输出的有功功率。在本技术的一实施例中，所述下垂控制器进行下垂控制所采用的公式为：ωref＝ω*-m(P-Pref)其中，Ucref为储能变流器的目标输出电压，为母线空载额定电压，Xt为路线总感抗，m和y为下垂系数，IQ为储能变流器输出的无功电流，ωref为目标输出角频率，ω*为额定角频率，P为储能变流器输出的有功功率，Pref为储能变流器的目标输出有功功率，IQref为储能变流器的目标输出无功电流。在本技术的一实施例中，对所述滤波电感的输出电流i1、所述储能变流器的输出电压Uc和所述储能变流器的目标输出电压Ucref进行abc/dq坐标转换得到i1d、i1q、Ucd、Ucq、Ucdref和Ucqref，所述双环控制器包括依次连接的第一加法器、第一PI控制器、第二加法器、第三加法器、第二PI控制器和第四加法器，以及依次连接的第五加法器、第三PI控制器、第六加法器、第七加法器、第四PI控制器和第八加法器，所述第一加法器的正输入端输入Ucdref，负输入端输入Ucd，所述第一加法器的输出端输入所述第一PI控制器，所述第一PI控制器的输出端输入所述第二加法器的第一正输入端，所述第二加法器的负输入端输入UcqωC，所述第二加法器的输出端输入第三加法器的正输入端，所述第三加法器的负输入端输入i1d，所述第三加法器的输出端输入所述第二PI控制器，所述第二PI控制器的输出端输入所述第四加法器的第一正输入端，所述第四加法器的第二正输入端输入Ucd，所述第四加法器的负输入端输入i1qωL1，所述第四加法器输出电动势ed，所述第五加法器的正输入端输入0，负输入端输入Ucq，所述第五加法器的输出端输入所述第三PI控制器，所述第三PI控制器的输出端输入所述第六加法器的第一正输入端，所述第六加法器的第二正输入端输入UcdωC，所述第六加法器的输出端输入所述第七加法器的正输入端，所述第七加法器的负输入端输入i1q，所述第七加法器的输出端输入所述第四PI控制器，所述第四PI控制器的输出端输入所述第八加法器的第一正输入端，所述第八加法器的第二正输入端输入Ucq，所述第八加法器的第三正输入端输入i1dωL1，所述第八加法器输出电动势eq。在本技术的一实施例中，对所述储能变流器的输出电流i2进行abc/dq坐标转换得到i2d、i2q，所述第二加法器还包括一第二正输入端，所述第二加法器的第二正输入端输入i2d，所述第六加法器还包括一第三正输入端，所述第六加法器的第三正输入端输入i2q。与现有技术相比，本技术具有以下优点：本技术提供一种微电网中储能变流器的控制装置，通过根据储能变流器输出的无功电流IQ对储能变流器的输出电压Uc进行下垂控制，并根据下垂控制输出的电压Uc生成驱动信号，储能变流器根据驱动信号调整三相逆变电路的电动势e，输出稳定的母线电压Um，可以提高微网母线电压的稳定性，提升电能质量。附图说明为让本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细说明，其中：图1是一种微电网的结构示意图；图2是根据本技术的一实施例的储能变流器的控制装置的示意图；图3是根据本技术的一实施例的储能变流器的控制装置中双环控制器的逻辑框图；图4是根据本技术的另一实施例的储能变流器的控制装置中双环控制器的逻辑框图；图5A-5D根据本技术的一实施例的储能变流器的控制装置的仿真结果的示意图。具体实施方式为让本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。图1是一种微电网的结构示意图。如图1所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微电网中储能变流器的控制装置，所述储能变流器包括依次连接的直流电源、三相逆变电路、滤波电感和滤波电容，所述储能变流器通过变压器连接至微电网的公共母线，所述控制装置包括：/n下垂控制器，所述下垂控制器根据所述储能变流器输出的无功电流I

【技术特征摘要】
1.一种微电网中储能变流器的控制装置，所述储能变流器包括依次连接的直流电源、三相逆变电路、滤波电感和滤波电容，所述储能变流器通过变压器连接至微电网的公共母线，所述控制装置包括：
下垂控制器，所述下垂控制器根据所述储能变流器输出的无功电流IQ对所述储能变流器的目标输出电压Ucref进行下垂控制，以及根据所述储能变流器输出的有功功率P对所述储能变流器的目标输出角频率ωref进行下垂控制；
双环控制器，所述双环控制器根据所述滤波电感的输出电流i1、所述下垂控制器的目标输出电压Ucref和目标输出角频率ωref生成驱动信号，所述储能变流器根据所述驱动信号调整所述三相逆变电路的电动势e，输出稳定的母线电压UM。


2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述下垂控制器进行下垂控制所采用的公式为：



ωref＝ω*-mP
其中，Ucref为储能变流器的目标输出电压，为母线空载额定电压，Xt为路线总感抗，m和y为下垂系数，IQ为储能变流器输出的无功电流，ωref为目标输出角频率，ω*为额定角频率，P为储能变流器输出的有功功率。


3.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述下垂控制器进行下垂控制所采用的公式为：



ωref＝ω*-m(P-Pref)
其中，Ucref为储能变流器的目标输出电压，为母线空载额定电压，Xt为路线总感抗，m和y为下垂系数，IQ为储能变流器输出的无功电流，ωref为目标输出角频率，ω*为额定角频率，P为储能变流器输出的有功功率，Pref为储能变流器的目标输出有功功率，IQref为储能变流器的目标输出无功电流。


4.如权利要求1-3任一项所述的控制装置，其特征在于，对所述滤波电感的输出电流i1、所述储能变流器...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚力强，何斌，朱佳琪，丁利民，李冉，赵钧儒，
申请(专利权)人：上海申能新动力储能研发有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31