【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于直流微电网控制，具体涉及一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法及相关设备。
技术介绍
1、近年来，随着分布式能源的快速发展，直流微电网受到广泛关注。直流微电网的主要控制任务是管理并联变换器间的功率分配，并保持直流母线电压的稳定。目前，直流微电网内对并联变换器控制策略研究最为广泛的是下垂控制，下垂控制是通过在系统中引入一个虚拟电阻，通过调节各个变换器的虚拟电阻来对并联系统的输出进行调节。下垂控制可以有效地管理微电网内并联变换器的功率分配，从而实现系统整体的协调运行，但由于线路阻抗不可忽视，在线路阻抗差异较大时，会导致变换器间的分流精度降低，从而影响直流母线电压。
2、为提高下垂控制的分流精度，现有技术中提出通过改进下垂控制来实现均流，也有通过在变换器输出电压中注入低频交流电压，通过小幅值交流电压产生的无功功率补偿实现均流。这些方法虽然实现了均流，但因直流微电网系统缺少传统电机，无法为系统提供转动惯量和阻尼，会导致其在抑制母线电压波动方面的能力相对较弱，以致母线电压稳定性差。而母线电压的波动不仅会影响电能质量，还可能对系统中的设备造成损害，甚至威胁到整个微电网的稳定运行。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术中，直流微电网在均流控制过程中由于自身缺少转动惯量和阻尼，导致直流微电网在抑制母线电压波动方面的能力弱，以致母线电压稳定性差的问题，提出一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法及相关设备，方法通过结合线路阻抗构建非线性下垂控制跟随函数对变换器
2、第一方面，本专利技术提供的一种技术方案是：一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法，包括以下步骤：
3、基于变换器的输出电压及输出电流获取变换器的目标高频信号，根据所述目标高频信号确定线路阻抗；
4、根据所述线路阻抗构建非线性下垂控制跟随函数；
5、通过所述非线性下垂控制跟随函数对变换器的输出电流动态变化进行跟随，在控制过程引入虚拟直流电机，根据对输出电流动态变化的跟随状态和所述虚拟直流电机的等效模型对各变换器进行均流控制。
6、进一步地，所述基于变换器的输出电压及输出电流获取变换器的目标高频信号，根据所述目标高频信号确定线路阻抗，包括：
7、采集变换器的输出电压和输出电流中与pwm载波频率相等的高频信号作为所述目标高频信号，根据所述目标高频信号获取输出电压的高频纹波值和输出电流的高频纹波值；
8、将所述输出电压的高频纹波值和所述输出电流的高频纹波值分别转换为频域信号，基于所述频域信号计算所述线路阻抗。
9、进一步地，所述将所述输出电压的高频纹波值和所述输出电流的高频纹波值分别转换为频域信号的转换关系为：
10、
11、式中，uf为输出电压的高频纹波值，if为输出电流的高频纹波值，u为变换器的输出电压，i为变换器的输出电流，f为开关频率，t为开关频率对应的周期，t为时间，ω为角速度。
12、进一步地，所述基于所述频域信号计算所述线路阻抗的公式为：
13、
14、式中，rline为所述线路阻抗。
15、进一步地，所述根据所述线路阻抗构建非线性下垂控制跟随函数，包括：
16、通过下垂控制策略对变换器进行均流控制，在所述下垂控制策略中增加与输出电流关联的所述线路阻抗，构建所述非线性下垂控制跟随函数，其中，所述非线性下垂控制跟随函数中的下垂系数根据输出电流进行动态变化，所述非线性下垂控制跟随函数如下：
17、uoi＝uref-rai(1-niii)ii+rlineiii；
18、式中，ni为变换器的下垂调节系数，rai为所述下垂系数，uref为下垂控制的参考电压，uoi为变换器的输出电压，ii为变换器的输出电流。
19、进一步地，所述通过下垂控制策略对变换器进行均流控制，在所述下垂控制策略中增加与输出电流关联的所述线路阻抗，构建所述非线性下垂控制跟随函数，包括：
20、基于线路参数构建起始下垂控制函数，所述起始下垂控制函数为：
21、uoi＝uref-rai(1-niii)ii；
22、基于所述线路阻抗对所述起始下垂控制函数进行变换，得到直流母线电压udc的下垂控制函数为：
23、udc＝uref-rai(1-niii)ii-rlineiii；
24、将所述起始下垂控制函数和所述直流母线电压的下垂控制函数基于虚拟补偿电阻进行转换，当所述线路阻抗与所述虚拟补充电阻相等时，构建得到所述非线性下垂控制跟随函数。
25、进一步地，所述起始下垂控制函数和所述直流母线电压的下垂控制函数基于虚拟补偿电阻进行转换的关系式为：
26、uoi＝uref-rai(1-niii)ii+rkiii；
27、udc＝uref-rai(1-niii)ii+rkiii-rlineiii；
28、式中，rki为虚拟补偿电阻。
29、进一步地，所述虚拟直流电机控制的等效模型包括直流电机的机械旋转方程和电枢方程；
30、其中，直流电机的机械旋转方程为：
31、
32、pe＝ωte＝uoia；
33、式中，j为转动惯量，d为阻尼系数，tm和te分别为直流电机的机械转矩和电磁转矩，ω为角速度，ωon为直流电机的启动角速度，pe为电磁功率，ia为流经线路阻抗对应电阻的电流，ra为与线路阻抗对应电阻串联的电阻；
34、所述电枢方程为：
35、uo＝e-raia；
36、
37、式中，e为直流电机的电枢感应电动势，ct为转矩系数，φ为磁通。
38、第二方面，本专利技术还提供一种技术方案是：一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制系统，系统包括：
39、信号获取模块，用于基于变换器的输出电压及输出电流获取变换器的目标高频信号，根据所述目标高频信号确定线路阻抗；
40、函数构建模块，用于根据所述线路阻抗构建非线性下垂控制跟随函数；
41、控制模块，用于通过所述非线性下垂控制跟随函数对变换器的输出电流动态变化进行跟随，在控制过程引入虚拟直流电机，根据对输出电流动态变化的跟随状态和所述虚拟直流电机的等效模型对各变换器进行均流控制。
42、第三方面，本专利技术还提供一种技术方案是：一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面中所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法，其特征在于，所述基于变换器的输出电压及输出电流获取变换器的目标高频信号，根据所述目标高频信号确定线路阻抗，包括：
3.如权利要求2所述的一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法，其特征在于，所述将所述输出电压的高频纹波值和所述输出电流的高频纹波值分别转换为频域信号的转换关系为：
4.如权利要求2所述的一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法，其特征在于，所述基于所述频域信号计算所述线路阻抗的公式为：
5.如权利要求1所述的一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法，其特征在于，所述根据所述线路阻抗构建非线性下垂控制跟随函数，包括：
6.如权利要求5所述的一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法，其特征在于，所述通过下垂控制策略对变换器进行均流控制，在所述下垂控制策略中增加与输出电流关联的所述线路阻抗，构建所述非线性下垂控制跟随函数，包括：
7.如权利要求6所述的一种具有惯性支
8.如权利要求1所述的一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法，其特征在于，所述虚拟直流电机控制的等效模型包括直流电机的机械旋转方程和电枢方程；
9.一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制系统，其特征在于，系统包括：
10.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任一项所述的一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法，其特征在于，所述基于变换器的输出电压及输出电流获取变换器的目标高频信号，根据所述目标高频信号确定线路阻抗，包括：
3.如权利要求2所述的一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法，其特征在于，所述将所述输出电压的高频纹波值和所述输出电流的高频纹波值分别转换为频域信号的转换关系为：
4.如权利要求2所述的一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法，其特征在于，所述基于所述频域信号计算所述线路阻抗的公式为：
5.如权利要求1所述的一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法，其特征在于，所述根据所述线路阻抗构建非线性下垂控制跟随函数，包括：
6.如权利要求5所述的一种具有惯性支撑的直流微电网均流控制方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王大治，吴剑侠，黄贤斌，刘博，张杰，谭凯彬，吴旭辉，刘安仁，潘海文，尹聪聪，凌浚烨，张永涛，谢振邦，郝双程，沈杰斌，王飞，励彬，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司余姚市供电公司，
类型：发明
国别省市：
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