【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及并网逆变器控制，具体涉及一种基于混合功率反馈的并网逆变器虚拟镜像电网控制方法。
技术介绍
1、随着新能源发电渗透率的不断提高，电网需要进一步提高分布式发电的本地消纳能力，配电网由传统的无源网络向有源网络演变，出现了微电网与大电网互补的结构，电网潮流呈现复杂多向流动，供需平衡难度加大。分布式发电系统多采用长距离输电线路和多台变压器将系统互联并接入公共电网，电网通常表现为阻抗较大的弱电网特性，而新能源发电和负荷之间的不平衡功率可能导致微电网与弱电网的连接线路过载，影响系统的安全稳定运行。此外，系统中新能源和负荷的随机性导致电网的scr大幅波动，电网状态复杂多变，容易发生宽频振荡。逆变器是新能源并网发电的核心装备，通过控制逆变器运行在电压源模式可以主动支撑电网，是解决上述稳定性问题的有效途径。
2、针对高渗透率新能源发电系统连接弱电网的稳定运行问题，已有多篇学术论文以及专利进行了研究，例如：
3、1)文献“energy efficient three-phase utility interactive residentialmicrogrid with mode transfer capabilities at weak grid conditions”.2019，55：7082-7091.(“弱电网条件下具有模式转换能力的高效三相公用设施交互式住宅微电网”，2019年55卷7082-7091页)中研究了弱联网微电网系统电压质量对电流源控制逆变器的影响，通过分析得出公共耦合点处不平衡的非线性负载造
4、2)文献“coordinated primary and secondary frequency support betweenmicrogrid and weak grid”.2019，10：1718-1730.(“微电网与弱电网之间的一次和二次频率协调支撑”，2019年10卷1718-1730页)提出了一种应用于弱联网微电网的分层控制器，通过根据电网频率调节的需求调整并网有功潮流，与弱电网协调进行一次/二次调频，但仅研究了电流源控制逆变器的被动支撑情况，随着电网阻抗增大，系统容易发生失稳。
5、3)文献“secondary switched control with no communications for islandedmicrogrids”.2017，64：8534-8545.(“孤岛微电网的无通信二次切换控制”，2017年64卷8534-8545页)中提出了基于分时切换的孤岛微电网无通信二次频率控制，在固定时间段内进行二次控制，分时实现不同控制目标，但在多机情况下需要同步切换，且对负荷瞬态变化响应较慢。
6、4)中国专利文献cn202310966915.7于2023年9月1日公开的《基于电压源和电流源分时的并网逆变器融合控制方法》，提出了电网scr大幅波动下基于电压源和电流源分时的并网逆变器融合控制方法，通过分时控制融合电流源模式和电压源模式的特性，提高并网逆变器稳定性，但是该控制方案并不能对系统的稳态功率波动进行主动平衡。
7、综合以上文献，现有技术中存在以下不足：
8、1.现有的文献提出的电流源控制逆变器的改进控制方法虽然可在一定程度上改善逆变器的弱网稳定性，但其对系统的支撑是被动的，难以适应电网状态的大幅变化；
9、2.现有的文献提出的改进分层控制方案虽然可实现系统的多目标控制，但是控制往往需要多层通信实现，对系统状态变化的响应较慢，暂态情况下难以实现快速支撑作用。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题为现有技术存在的电压源控制并网逆变器在弱联网微电网中难以实现与弱电网之间协同支撑的问题，具体的，本专利技术针对弱联网微电网的负荷大幅波动下，弱电网不能对负荷提供足够的有功支撑，但是其频率基本恒定，提出了一种基于混合功率反馈的并网逆变器虚拟镜像电网控制方法。该控制方法通过并网逆变器本地功率和公共耦合点外送电网功率的混合反馈，调节电压源逆变器的电压和频率，镜像等效电网的功率调节特性，保证了负荷功率大幅波动下逆变器有功功率和电网有功功率的协同分配，大幅改善了系统的有功功率平衡能力。
2、本专利技术的目的是这样实现的。本专利技术提供了一种基于混合功率反馈的并网逆变器虚拟镜像电网控制方法，该控制方法中涉及的并网逆变器的拓扑结构包括直流侧电源、三相全桥逆变电路、rcl滤波器、支路传输线阻抗、负载、电网阻抗和三相电网，所述直流侧电源、三相全桥逆变电路、rcl滤波器、支路传输线阻抗、电网阻抗依前述顺序串联后接入三相电网，所述负载与支路传输线阻抗并联；所述rcl滤波器包括滤波电感、滤波电容和阻尼电阻；
3、令并网逆变器运行在电压源模式，并在每个控制周期内获得一次滤波电容电压、一次滤波电感电流、一次公共耦合点并网电压和一次公共耦合点并网电流，其中，一个控制周期的步骤如下：
4、步骤1，功率环控制计算
5、步骤1.1，设置并网逆变器有功功率指令信号prefinv和并网逆变器无功功率指令信号qrefinv；
6、步骤1.2，采样得到滤波电容电压uca，ucb，ucc，并经过三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换得到滤波电容电压αβ轴分量ucα，ucβ；采样得到滤波电感电流ila，ilb，ilc，并经过三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换得到滤波电感电流αβ轴分量ilα，ilβ；
7、步骤1.3，根据滤波电感电流αβ轴分量ilα，ilβ和滤波电容电压αβ轴分量ucα，ucβ，通过并网逆变器输出平均功率计算方程得到并网逆变器输出有功功率peinv和并网逆变器输出无功功率qeinv；
8、步骤1.4，根据并网逆变器输出有功功率peinv和并网逆变器输出无功功率qeinv，经过功率环下垂控制方程得到并网逆变器功率环频率指令信号ωinv和并网逆变器d轴电压指令信号udref；
9、步骤2，电网镜像频率计算
10、步骤2.1，设置镜像电网有功功率指令信号prefgrid；
11、步骤2.2，采样得到公共耦合点并网电压upcca，upccb，upccc，并经过三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换得到公共耦合点并网电压αβ轴分量upccα，upccβ，采样得到公共耦合点并网电流ipcca，ipccb，ipccc，并经过三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换得到公共耦合点并网电流αβ轴分量ipccα，ipccβ；
12、步骤2.3，根据公共耦合点并网电压αβ轴分量upccα，upccβ和公共耦合点并网电流αβ轴分量ipccα，ipccβ，通过外送电网平均功率计算方程得到外送电网有功功率pegrid；
13、步骤2.4，根据外送电网有功功率pegrid和镜像电网有功功率指令信号prefgrid，经过镜像电网下垂控制方程得到镜像频率指令信号ωvgrid；...
【技术保护点】
1.一种基于混合功率反馈的并网逆变器虚拟镜像电网控制方法，该控制方法中涉及的并网逆变器的拓扑结构包括直流侧电源、三相全桥逆变电路、RCL滤波器、支路传输线阻抗、负载、电网阻抗和三相电网，所述直流侧电源、三相全桥逆变电路、RCL滤波器、支路传输线阻抗、电网阻抗依前述顺序串联后接入三相电网，所述负载与支路传输线阻抗并联；所述RCL滤波器包括滤波电感、滤波电容和阻尼电阻；
2.根据权利要求1所述的基于混合功率反馈的并网逆变器虚拟镜像电网控制方法，其特征在于，步骤1.3所述并网逆变器输出平均功率计算方程为：
3.根据权利要求1所述的基于混合功率反馈的并网逆变器虚拟镜像电网控制方法，其特征在于，步骤1.4所述功率环下垂控制方程为：
4.根据权利要求1所述的基于混合功率反馈的并网逆变器虚拟镜像电网控制方法，其特征在于，步骤2.3所述外送电网平均功率计算方程为：
5.根据权利要求1所述的基于混合功率反馈的并网逆变器虚拟镜像电网控制方法，其特征在于，步骤2.4所述镜像电网下垂控制方程为：
【技术特征摘要】
1.一种基于混合功率反馈的并网逆变器虚拟镜像电网控制方法，该控制方法中涉及的并网逆变器的拓扑结构包括直流侧电源、三相全桥逆变电路、rcl滤波器、支路传输线阻抗、负载、电网阻抗和三相电网，所述直流侧电源、三相全桥逆变电路、rcl滤波器、支路传输线阻抗、电网阻抗依前述顺序串联后接入三相电网，所述负载与支路传输线阻抗并联；所述rcl滤波器包括滤波电感、滤波电容和阻尼电阻；
2.根据权利要求1所述的基于混合功率反馈的并网逆变器虚拟镜像电网控制方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兴，战祥对，解振洋，丁磊，韩峰，任曼曼，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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