一种微电网车并离网运行模式切换的控制方法及系统技术方案

本公开提供了一种微电网车并离网运行模式切换的控制方法及系统，包括：用一次调频控制策略和电压补偿控制策略，对孤岛运行的微电网进行控制；进入预同步调节环节，采用二次调频策略以及相位调节策略，对微电网进行调节；逆变器和电网的频率及相位一致时，进行并网；本公开针对微电网中的负荷变换和并离网切换进行分析，通过在并网系统中加入预同步环节和对功率环参数的设计，控制电网电流，保证供电质量，然后在Matlab/Simulink搭建仿真模型，对控制方案进行了验证。控制方案进行了验证。控制方案进行了验证。

【技术实现步骤摘要】
一种微电网车并离网运行模式切换的控制方法及系统


[0001]本公开属于微电网控制
，尤其涉及一种微电网车并离网运行模式切换的控制方法及系统。

技术介绍

[0002]目前微电网已成为解决电力系统众多问题的重要辅助手段；伴随电网中分布式发电机数量日益增加和科技的不算进步，电网的负荷也越来越大，分散布置的、小容量的发电技术又开始引起人们的关注，成为发展的重要力量。
[0003]本公开专利技术人发现，目前微电网主要存在以下问题：离网状态下负荷变化时电压变化幅度过大、功率不能均衡分配以及并离网切换瞬间的冲击影响过大等。

技术实现思路

[0004]本公开为了解决上述问题，提出了一种微电网车并离网运行模式切换的控制方法及系统，本公开针对微电网中的负荷变换和并离网切换进行分析，通过在并网系统中加入预同步环节和对功率环参数的设计，控制电网电流，保证供电质量，然后在Matlab/Simulink搭建仿真模型，对控制方案进行了验证。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0006]第一方面，本公开提供了一种微电网车并离网运行模式切换的控制方法，包括：
[0007]用一次调频控制策略和电压补偿控制策略，对孤岛运行的微电网进行控制；
[0008]进入预同步调节环节，采用二次调频策略以及相位调节策略，对微电网进行调节；
[0009]逆变器和电网的频率及相位一致时，进行并网。
[0010]进一步的，所述电压补偿控制策为交流母线电压无偏差控制策略，包括：
[0011]在下垂控制表达式中增加补偿项，使电压偏差在有限时间内收敛为0，当负荷发生突变时，交流母线端电压始终维持在额定值。
[0012]进一步的，所述二次调频策略为采用二次调频实现频率的无差调节，包括：确定微电网中发电机组的发出功率和电力系统中的负荷功率；当负荷增加时，经过一次调频后，得到频率的第一偏差；经过二次调频，增加发电机组的功率，得到频率的第二偏差，所述第二偏差小于所述第一偏差。
[0013]进一步的，在孤岛运行状态下，通过自适应虚拟阻抗方式，调节虚拟阻抗，实现无功功率的分配按照微电网的额定容量进行分配。
[0014]进一步的，自适应虚拟阻抗方式包括：
[0015]获取各个逆变器之间的无功信息，计算各个微电网车额定功率值；
[0016]根据额定功率值进行自适应虚拟阻抗的调节。
[0017]进一步的，相位调节策略的调整过程为：
[0018][0019]其中，Δω为叠加在ω上的同步补偿信号；K
p
、K
I
分别为相位比例和积分系数，ω为逆变器角频率，Δθ为电网相位和逆变器相位之间的差。
[0020]进一步的，将微电网车等效为电路中的电压源。
[0021]第二方面，本公开还提供了一种微电网车并离网运行模式切换的控制系统，包括孤岛运行控制模块、预同步调节模块和并网控制模块；
[0022]所述孤岛运行控制模块，被配置为：用一次调频控制策略和电压补偿控制策略，对孤岛运行的微电网进行控制；
[0023]所述预同步调节模块，被配置为：进入预同步调节环节，采用二次调频策略以及相位PI调节策略，对微电网进行调节；
[0024]所述并网控制模块，被配置为：逆变器和电网的频率及相位一致时，进行并网。
[0025]第三方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现了第一方面所述的微电网车并离网运行模式切换的控制方法的步骤。
[0026]第四方面，本公开还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了第一方面所述的微电网车并离网运行模式切换的控制方法的步骤。
[0027]与现有技术相比，本公开的有益效果为：
[0028]1.本公开在离网状态下，采用电压补偿方法，当负荷发生变化时，电网电压在发生微小波动之后，依旧保持稳定状态，而且实现负荷功率的平滑变化，保证用户的供电质量；
[0029]2.本公开对于并离网的切换，采用预同步的策略，可以限制电流幅值，减小切换瞬间产生的冲击电流，确保器件安全可靠运行。
[0030]3.本公开在离网状态下，通过自适应虚拟阻抗方式，调节虚拟阻抗，实现线路阻抗不匹配下，依旧实现无功功率的分配按照微电网车的额定容量进行分配；
附图说明
[0031]构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
[0032]图1为本公开实施例1的虚拟同步机系统主电路；
[0033]图2为本公开实施例1的VSG有功控制框图；
[0034]图3为本公开实施例1的无功
‑
电压控制框图；
[0035]图4为本公开实施例1的频率的二次调整；
[0036]图5为本公开实施例1的并网同步矢量图；
[0037]图6为本公开实施例1的无冲击平滑并网有功_频率控制框图；
[0038]图7为本公开实施例1的无冲击平滑并网无功
‑
电压控制框图；
[0039]图8为本公开实施例1的自适应虚拟阻抗方式控制框图；
[0040]图9为本公开实施例1的传统方法下无功负荷突变时输出无功功率；
[0041]图10为本公开实施例1的传统方法下无功负荷突变时输出公共点电压；
[0042]图11为本公开实施例1的采用无静差电压补偿方法无功负荷突变时输出无功功率；
[0043]图12为本公开实施例1的采用无静差电压补偿方法无功负荷突变时输出公共点电压；
[0044]图13为本公开实施例1的传统下垂方法功率分配；
[0045]图14为本公开实施例1的传统下垂方法功率分配；
[0046]图15为本公开实施例1的改进方法功率分配；
[0047]图16为本公开实施例1的改进方法功率分配；
[0048]图17为本公开实施例1的直接并网逆变器输出有功功率；
[0049]图18为本公开实施例1的直接并网的逆变器三相电流；
[0050]图19为本公开实施例1的直接并网的并网电流；
[0051]图20为本公开实施例1的预同步时并网点相位和幅值变化；
[0052]图21为本公开实施例1的采用预同步的逆变器输出有功功率；
[0053]图22为本公开实施例1的采用预同步的逆变器三相电流；
[0054]图23为本公开实施例1的采用预同步的并网电流幅值。
具体实施方式：
[0055]下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
[0056]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微电网车并离网运行模式切换的控制方法，其特征在于，包括：用一次调频控制策略和电压补偿控制策略，对孤岛运行的微电网进行控制；进入预同步调节环节，采用二次调频策略以及相位调节策略，对微电网进行调节；逆变器和电网的频率及相位一致时，进行并网。2.如权利要求1所述的一种微电网车并离网运行模式切换的控制方法，其特征在于，所述电压补偿控制策为交流母线电压无偏差控制策略，包括：在下垂控制表达式中增加补偿项，使电压偏差在有限时间内收敛为0，当负荷发生突变时，交流母线端电压始终维持在额定值。3.如权利要求1所述的一种微电网车并离网运行模式切换的控制方法，其特征在于，所述二次调频策略为采用二次调频实现频率的无差调节，包括：确定微电网中发电机组的发出功率和电力系统中的负荷功率；当负荷增加时，经过一次调频后，得到频率的第一偏差；经过二次调频，增加发电机组的功率，得到频率的第二偏差，所述第二偏差小于所述第一偏差。4.如权利要求1所述的一种微电网车并离网运行模式切换的控制方法，其特征在于，在孤岛运行状态下，通过自适应虚拟阻抗方式，调节虚拟阻抗，实现无功功率的分配按照微电网的额定容量进行分配。5.如权利要求4所述的一种微电网车并离网运行模式切换的控制方法，其特征在于，自适应虚拟阻抗方式包括：获取各个逆变器之间的无功信息，计算各个微电网车额定功率值；根据额定功率值进行自适应虚拟阻抗的调节。6.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶彦融，孙树敏，高世琰，李彦澄，刘俊旭，邵华强，刘洋，梁雯，谢博，樊将，李小帆，
申请(专利权)人：浙江朗松智能电力设备有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：