【技术实现步骤摘要】
本本专利技术属于新型电力系统智能配电领域，特别是涉及到一种基于残差的逆变器即插即用控制方法。
技术介绍
1、即插即用的概念是来源于计算机行业，指的是计算机系统所拥有的主板拓展接口，可以实现拓展板卡或设备的即插即用。在微电网中，把电气网络作为主板，电气节点作为拓展接口，分布式电源和负载相当于拓展板卡或设备，从而定义微电网即插即用。微电网即插即用从时间尺度上可以划分为短时间尺度的动态即插即用特性，和长时间尺度的稳态即插即用特性。动态即插即用特性主要体现在分布式电源与负载接入的动态响应对系统稳定性的影响，稳态即插即用特性指的是在分布式电源采用无通讯的分散控制，实现了对等控制目标。
2、目前常见的多逆变器控制方法有集中控制、主从控制、分散控制和分布式控制。其中一些方法严重依赖通信，如果通信链路出现故障，通信可能会中断。下垂控制是一种众所周知的孤岛运行方式下微电网电压和频率调节的分散控制方案。它具有功率共享、无通信和即插即用等控制性能。因此，下垂控制在微网逆变器控制中有着广泛的应用。然而，尽管它有许多优良的性能，下垂控制也有一些缺点。在分布式电源与负载投切时会出现电压波动现象，影响系统的动态响应特性。同时，由于线路参数不匹配，下垂控制无法实现无功功率均分，使得分布式电源稳态即插即用的能力受到了影响。
技术实现思路
1、在交流微电网孤岛运行时，在分布式微源和负载投切时，传统的下垂控制无法获得理想的动态响应特性，会导致母线电压的暂升、暂降，不具备动态即插即用性能。在采用下垂控制的理想
2、本专利技术提出了一种基于残差的逆变器即插即用控制方法，所述方法具体包括如下步骤：
3、步骤1：建模与问题分析；
4、s101建立多逆变器并联系统数学模型；依据逆变器并联系统电路结构，逆变器i的微分方程可以写为：
5、
6、
7、式中，(uid,i,uiq,i)t，(ild,i,ilq,i)t，(uod,i,uoq,i)t和(iod,i,ioq,i)t分别为在dq坐标系下的逆变器i的输出电压、电感电流、输出电压和输出电流；li，ri，ci，lline,i，rline,i和ei分别为逆变器i的滤波电感、电感寄生电阻、滤波电容、线路电感、线路电阻和直流端电压；ω为交流电角速度；
8、逆变器i和逆变器j间的电流微分方程为：
9、
10、
11、式中，(icd,ij,icq,ij)t为在dq坐标系下的逆变器i和逆变器j间的电流；
12、根据逆变器i的微分方程和逆变器i和逆变器j间的电流微分方程，在线路满足准稳态情况下，得到逆变器i的状态空间方程：
13、
14、
15、其中，
16、
17、
18、式中，xi,i＝(ild,i,ilq,i)t，xu,i＝(uod,i,uoq,i)t，ui＝(uid,i,uiq,i)t，di＝(iod,i,ioq,i)tyi,i＝(ild,i,ilq,i)t，yu,i＝(uod,i,uoq,i)t，rij＝rline,i+rline,j，xij＝xline,i+xline,j，zij＝zline,i+zline,j，ni为与逆变器i相邻的逆变器；
19、s102动态即插即用性能分析；根据逆变器i的状态空间可知，在负载发生投切时，动态即插即用特性体现在逆变器的扰动电流di＝(iod,i,ioq,i)t，需要加入控制器抑制扰动；分布式电源投切时，动态特性主要体现在逆变器状态空间的模型不确定性上，定义如下公式：
20、
21、
22、
23、式中，kij＝0代表逆变器i相邻的逆变器j切出，kij＝1代表逆变器i相邻的逆变器j接入；
24、由此，得到不确定性边界表达式：
25、
26、式中，为逆变器i的所有相邻逆变器都切出，为逆变器i的所有相邻逆变器接入；
27、由此可知，矩阵aii具有两个顶点，和矩阵aii的所有可能性可以通过如下公式表达：
28、
29、s103稳态即插即用性能分析；在下垂控制中，当满足给定电压和无功功率满足vi*＝vj*和niqi*＝njqj*时，逆变器之间的电压差为：
30、
31、当电压差为0时，逆变器之间可以实现环流为0与无功均分，此时，实现稳态即插即用特性，且下述公式成立：
32、
33、在实际系统中，线路参数很电压差为0，因此，采用虚拟阻抗控制策略，引入虚拟阻抗zvir,i和zvir,j得到如下表达式：
34、
35、式中，evir,i和evir,j为逆变器i,j的虚拟电压；xi+xvir,i和xj+xvir,j为加入虚拟阻抗后的等效线路感抗；
36、步骤2：设计即插即用控制结构与控制器；
37、s201设计性能提升控制结构；逆变器并联系统中的逆变器为子系统，则在对应的标准反馈控制系统中，设gi(s)为广义控制对象，ki(s)为广义控制器，yi(s)为系统输出量，ui(s)为系统输入量，wi(s)为所有外部输入信号，zi(s)为被控制的输出信号；
38、gi(s)的状态空间方程可以写为：
39、
40、式中，dl,i(s)为高频扰动，dh,i(s)低频扰动；
41、基于gi(s)的状态空间方程，设计残差生成器的参数化表达式为：
42、
43、式中，rl,i(s)为低频残差分量，rh,i(s)为高频残差分量，rl,i(s)为低通滤波器，rh,i(s)为高通滤波器；由此，可以得到基于残差生成器的逆变器即插即用控制结构；
44、s202设计动态即插即用控制器；基于残差生成器的参数化表达式，可以得到thdr,i(s)和tldr,i(s)状态空间表达式分别为：
45、
46、
47、由上一步得到的基于残差生成器的逆变器即插即用控制结构，可分别得到扰动信号到输出的传递函数thdy,i(s)和动态即插即用控制器输出信号到输出的传递函数thuy,i(s)，同时考虑矩阵aii的所有可能性，通过模型匹配原理，得到动态即插即用控制器的求解表达式：
48、min||thdy,i(δi,1,δi,2)-thdr,i(δi,1,δi,2)qh,i(δi,1,δi,2)thuy,i(δi,1,δi,2)||∞；
49、s203设计稳态即插即用控制器；对稳态即插即用控制器结构进行分析，当稳态即插即用条件成立时，则公本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于残差的逆变器即插即用控制方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种基于残差的逆变器即插即用控制方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆珩，李学成，
申请(专利权)人：北京清能智航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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