【技术实现步骤摘要】
本专利技术应用于频率时常发生变化的微电网中的构网变流器，是一种用于准确补偿长馈线谐波压降实现对远端电压的频率自适应的电压控制方法，在微网频率发生变化时，保障重要用户节点的电压稳定性。
技术介绍
1、太阳能、风力发电等可再生能源占比逐渐提高。分布式电源具有投资小、环保及灵活性高等优点，因此发展规模迅速扩大。微电网的提出实现了分布式电源灵活、数量大、多样性的并网问题。实现对负荷多种能源形式的可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡。
2、由于分布式电源的接入，改变了传统电网单向潮流的基本格局，同时，分布式电源的随机性和波动性具有不可控性，故微电网的电能质量及供电的可靠性受到极大影响。
3、针对微电网电能质量谐波治理问题，补偿谐波电压的传统方法是在母线负载侧接入无源和有源谐波滤波器，考虑到多微网群系统光伏、谐波负荷的分布式和无序性，无法找到有源谐波滤波器等设备装设的最优点，同时装设过多有源谐波滤波器设备无疑加大了微网建设成本。同时，当新能源发电装置和负载因空间距离较长而通过长馈线连接时，近端电压控制影响远端电压从而产生的谐波放大等问题。此外，还可以注意到，由于电网电压扰动或负载突然变化的影响，微电网中经常出现频率变化，在这种情况下，传统方法中基于固定微电网基频假设的电流控制分支设计可能导致谐波电流控制不准确，从而影响谐波补偿精度，造成严重的电能质量问题。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种负荷经长馈线接入微电网的构网变流器谐波补偿方法
2、本专利技术的目的是通过一下技术方案实现的：
3、第一方面，本专利技术实施例提供一种供电电压谐波补偿方法，分析方法包括：测量基本拓扑结构中构网变流器系统的lcl滤波器电感l1和l2的电流i1,abc和i2,abc以及电容cf的电压vc,abc，近端节点电压vpoc,abc，远端节点电压vpcc,abc，建立负荷经长馈线接入微电网的电路模型；
4、根据低带宽通信传输规律，将vpcc,abc经过调制，向中央控制器输入其幅值和相位，建立长馈线通信调制模型；
5、基于构网变流器系统的功率参考以及各台构网变流器的输出功率，采用下垂控制，确定基波电容电压参考vc,f,ref以及其基波频率ωf；
6、基于所述下垂控制所得频率ωf，采用构网变流器系统的频率自适应控制器，根据所述长馈线通信调制模型将中央控制器的输出控制信号进行解调，结合基波电容电压参考，对电容cf的电压vc以及电感l1电流i1,abc进行控制；
7、根据所述变流器并网侧电路模型的阻尼特性，基于频率ωf，采用频率自适应的分频虚拟阻抗分量，结合上述电压vc电流i1,abc控制输出，得到变流器调制波vout,ref.，对其采用正弦脉宽调制，得到变流器控制占空比信号。
8、在一实施例中，建立构网变流器近远端系统的电路拓扑，其中所述基本拓扑结构中包含至少两台构网变流器、线路近端负载、线路远端负载以及变压器和馈线阻抗，所述构网变流器系统包含个功率开关管组成的三相全桥逆变器和lcl滤波器，近端负载和构网变流器并联接入变压器低压侧，远端负载经馈线阻抗接入变压器高压侧，测量基本拓扑结构中构网变流器系统的lcl滤波器电感l1和l2的电流i1,abc和i2,abc以及电容cf的电压vc,abc，近端节点电压vpoc,abc，远端节点电压vpcc,abc，建立负荷经长馈线接入微电网的电路模型。
9、在一实施例中，建立远距离低带宽通信的信号模型，根据其对直流信号的低扰动特性，将远端电压信号vpcc,abc通过各次滤波器，以谐波锁相环相位分解为幅值信号组与相位信号组，串行输入中央控制器，建立长馈线通信调制模型。
10、在一实施例中，基于所得首端节点电压vpoc,abc和lcl滤波器电感l1的电流i2,abc，计算构网变流器的输出有功功率p和无功功率q，由中央控制器确定的有功功率参考pref和无功功率参考qref，根据功率电压下垂控制模型，可得电压幅值v与频率ωf，确定基波电容电压参考vc,f,ref以及系统基准频率参考。
11、在一实施例中，一方面对基波电压控制，根据上述所得基波频率ωf，采用频率可变的二阶广义积分器sogi作为构网变流器系统的谐振控制器，基于所得基波电容电压参考vc,f,ref，对电容cf的电压vc,abc的基波进行频率自适应谐振控制；另一方面对谐波电压补偿，基于所述长馈线通信调制模型，对中央控制器输出的幅值信号组与相位信号组进行解调，得到远端节点电压谐波信号，根据相位信号组，采用频率自适应的谐波谐振控制器，控制电容cf的电压vc,abc进行谐波补偿，建立远近端自适应谐波电压补偿系统。
12、在一实施例中，对电压控制所得输出电流参考进行内环的比例控制，得到电流源型变流器调制波v_(out,r.)，基于所述负荷经长馈线接入微电网的电路模型的阻尼特性，在lcl滤波器的滤波电容c_f并联频率自适应的分频虚拟阻抗，将生成的虚拟阻抗z_v(s)加入变流器调制波v_(out,,r.)中，得到经过修正以后的变流器调制波为v_(out,ref.)，按照正弦脉宽调制，与三角波进行比较，得到开关管的占空比信号，从而控制变流器开关管的开通与关断。
13、第二方面，本专利技术实施例提供一种供电电压谐波补偿系统，包括：系统等效阻抗网络模型模块，用于测量基本拓扑结构中构网变流器系统的lcl滤波器电感l1和l2的电流i1,abc和i2,abc以及电容cf的电压vc,abc，近端节点电压vpoc,abc，远端节点电压vpcc,abc，建立负荷经长馈线接入微电网的电路模型；信号调制解调模块，用于根据低带宽通信传输规律，将vpcc,abc经过调制，建立长馈线通信调制模型；电压下垂控制模块，用于基于构网变流器系统的功率参考以及各台构网变流器的输出功率，采用下垂控制，确定基波电容电压参考vc,f,ref以及其基波频率ωf；频率自适应谐振控制模块，用于基于所述下垂控制所得频率ωf，采用构网变流器系统的频率自适应控制器，根据所述长馈线通信调制模型，将中央控制器的输出控制信号进行解调，结合基波电容电压参考，对电容cf的电压vc以及电感l1电流i1,abc进行控制；电流控制调制模块，用于根据所述负荷经长馈线接入微电网的电路模型，由其阻尼特性，基于频率ωf，采用频率自适应的分频虚拟阻抗分量，结合上述电压vc电流i1,abc控制输出，得到变流器调制波vout,ref.，对其采用正弦脉宽调制，得到变流器控制占空比信号。
14、第三方面，本专利技术实施例提供一种单片机控制系统设备，其特征在于，包括：至少三个个处理器，以及与所述至少两个处理器通信连接的存储器，其中一个中央处理单元(cpu)用作控制和管理微电网的中央控制系统，两个本地处理器可以用于实现分布式控制，使中央处理单元与本地处理器可以执行权利要求1-6中任一所述的负荷经长馈线本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种供电电压谐波补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种供电电压谐波补偿方法，其特征在于，所述测量基本拓扑结构中构网变流器系统的LCL滤波器电感L1和L2的电流I1，abc和I2，abc以及电容Cf的电压Vc，abc，近端节点电压VPOC，abc，远端节点电压VPCC，abc，建立负荷经长馈线接入微电网的电路模型的过程，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种供电电压谐波补偿方法，其特征在于，所述根据低带宽通信传输规律，将VPCC，abc经过调制，向中央控制器输入其幅值和相位，建立长馈线通信调制模型的过程，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种供电电压谐波补偿方法，其特征在于，所述基于构网变流器系统的功率参考以及各台构网变流器的输出功率，采用下垂控制，确定基波电容电压参考Vc，f，ref以及其基波频率ωf的过程，包括：
5.根据权利要求1所述的一种供电电压谐波补偿方法，其特征在于，所述基于所述下垂控制所得频率ωf，采用构网变流器系统的频率自适应控制器，根据所述长馈线通信调制模型将中央控制器的输
6.根据权利要求1所述的一种供电电压谐波补偿方法，其特征在于，所述根据所述变流器并网侧电路模型的阻尼特性，基于频率ωf，采用频率自适应的分频虚拟阻抗分量，结合上述电压Vc电流I1，abc控制输出，得到变流器调制波Vout，ref.，对其采用正弦脉宽调制，得到变流器控制占空比信号，包括：
7.一种负荷经长馈线接入微电网的供电电压谐波补偿系统，包括：
8.根据权利要求7所述的一种负荷供电电压谐波补偿系统，其特征在于，所述系统等效阻抗网络模型模块，具体用于建立构网变流器近远端系统的电路拓扑，其中所述基本拓扑结构中包含至少两台构网变流器、线路近端负载、线路远端负载以及变压器和馈线阻抗，所述构网变流器系统包含个功率开关管组成的三相全桥逆变器和LCL滤波器，近端负载和构网变流器并联接入变压器低压侧，远端负载经馈线阻抗接入变压器高压侧，测量基本拓扑结构中构网变流器系统的LCL滤波器电感L1和L2的电流I1，abc和I2，abc以及电容Cf的电压Vc，abc，近端节点电压VPOC，abc，远端节点电压VPCC，abc，建立负荷经长馈线接入微电网的电路模型。
9.根据权利要求7所述的一种供电电压谐波补偿系统，其特征在于，所述信号调制解调模块，具体用于建立远距离低带宽通信的信号模型，根据其对直流信号的低扰动特性，将远端电压信号VPCC，abc通过各次滤波器，以谐波锁相环相位分解为幅值信号组与相位信号组，串行输入中央控制器，建立长馈线通信调制模型。
10.根据权利要求7所述的一种供电电压谐波补偿系统，其特征在于，所述电压下垂控制模块，具体用于基于所得首端节点电压VPOC，abc和LCL滤波器电感L1的电流I2，abc，计算构网变流器的输出有功功率P和无功功率Q；根据所述有功功率P和无功功率Q，确定有功功率参考Pref和无功功率参考Qref，根据功率电压下垂控制模型，确定电压幅值V与频率ωf，和基波电容电压参考Vc，f，ref以及系统基准频率ωf。
11.根据权利要求7所述的一种供电电压谐波补偿系统，其特征在于，所述频率自适应谐振控制模块，具体用于基于所述下垂控制所得频率ωf，采用频率可变的二阶广义积分器SOGI作为构网变流器系统的谐振控制器，基于所得基波电容电压参考Vc，f，ref，对电容Cf的电压Vc，abc的基波进行频率自适应谐振控制，实现基波电压控制；基于所述长馈线通信调制模型，对中央控制器输出的幅值信号组与相位信号组进行解调，得到远端节点电压谐波信号，根据相位信号组，采用频率自适应的谐波谐振控制器，控制电容Cf的电压Vc，abc进行谐波补偿，建立远近端自适应谐波电压补偿系统。
12.根据权利要求7所述的一种供电电压谐波补偿系统，其特征在于，所述电流控制调制模块，具体用于对电压控制所得输出电流参考进行内环的比例控制，得到电流源型变流器调制波Vout，r.，基于所述负荷经长馈线接入微电网的电路模型的阻尼特性，在LCL滤波器的滤波电容Cf并联频率自适应的分频虚拟阻抗，将生成的虚拟阻抗ZV(s)加入变流器调制波Vout，，r.中，得到经过修正以后的变流器调制波为Vout，ref.，按照正弦脉宽调制，与三角波进行比较，得到开关管的占空比信号，根据所述占空比信号控制变流器开关管的开通与关断。
13.一种单片机控制系统设备，其特征在于，包括：至少三个个处理器，以及与所述至少...
【技术特征摘要】
1.一种供电电压谐波补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种供电电压谐波补偿方法，其特征在于，所述测量基本拓扑结构中构网变流器系统的lcl滤波器电感l1和l2的电流i1，abc和i2，abc以及电容cf的电压vc，abc，近端节点电压vpoc，abc，远端节点电压vpcc，abc，建立负荷经长馈线接入微电网的电路模型的过程，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种供电电压谐波补偿方法，其特征在于，所述根据低带宽通信传输规律，将vpcc，abc经过调制，向中央控制器输入其幅值和相位，建立长馈线通信调制模型的过程，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种供电电压谐波补偿方法，其特征在于，所述基于构网变流器系统的功率参考以及各台构网变流器的输出功率，采用下垂控制，确定基波电容电压参考vc，f，ref以及其基波频率ωf的过程，包括：
5.根据权利要求1所述的一种供电电压谐波补偿方法，其特征在于，所述基于所述下垂控制所得频率ωf，采用构网变流器系统的频率自适应控制器，根据所述长馈线通信调制模型将中央控制器的输出控制信号进行解调，结合基波电容电压参考，对电容cf的电压vc以及电感l1电流i1，abc进行控制，包括：
6.根据权利要求1所述的一种供电电压谐波补偿方法，其特征在于，所述根据所述变流器并网侧电路模型的阻尼特性，基于频率ωf，采用频率自适应的分频虚拟阻抗分量，结合上述电压vc电流i1，abc控制输出，得到变流器调制波vout，ref.，对其采用正弦脉宽调制，得到变流器控制占空比信号，包括：
7.一种负荷经长馈线接入微电网的供电电压谐波补偿系统，包括：
8.根据权利要求7所述的一种负荷供电电压谐波补偿系统，其特征在于，所述系统等效阻抗网络模型模块，具体用于建立构网变流器近远端系统的电路拓扑，其中所述基本拓扑结构中包含至少两台构网变流器、线路近端负载、线路远端负载以及变压器和馈线阻抗，所述构网变流器系统包含个功率开关管组成的三相全桥逆变器和lcl滤波器，近端负载和构网变流器并联接入变压器低压侧，远端负载经馈线阻抗接入变压器高压侧，测量基本拓扑结构中构网变流器系统的lcl滤波器电感l1和l2的电流i1，abc和i2，abc以及电容cf的电压vc，abc，近端节点电压vpoc，abc，远端节点电压vpcc，abc，建立负荷经长馈线接入微电网的电路模型。
9.根据权利要求7所述的一种供电电压谐波补偿系统，其特征在于，所述信号调制解调模块，具体用于建立远距离低带宽...
【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞琪，刘宗杰，张启亮，韩建伟，赵猛，杨乐，董文秀，何晋伟，陈熙，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司济宁供电公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。