[發明專利]微網多微源逆變器環流及電壓波動主從控制方法

有效

• 申請號: 200910044612.X
• 申請日: 2009-10-23
• 公開（公告）號: CN101697422A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發明（設計）人: 羅安;于力;彭雙劍;呂志鵬;蔡平;蘭征;呂文坤;康珍;郭镥
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明屬于微網及含微網配電系統的電能質量及其控制技術領域，特別涉及一種微網多微源逆變器環流及電壓波動主從控制方法。?

背景技術

加快能源建設和保障能源供給一直是我國經濟建設與發展的重要目標之一。能源電力可持續發展的要求和化石能源利用所造成的環境問題要求我們認真思考大力發展清潔高效的分布式發電及供能系統的問題。但是分布式發電日漸廣泛的應用也給現有電力系統帶來了新的挑戰，使得分布式發電并網規模受到限制。深入開展微型電網關鍵科學和技術問題的研究，將分布式電源有計劃地組織和管理起來，擺脫現有標準和運行方式限制，形成集群以微型電網方式運行，去弊趨利，突破分布式發電并網規模瓶頸，是分布式發電并網的必經之路。把以分布式發電供能為基礎的微網與大電網相結合，不僅有助于提高微網的供能質量，還有助于微網技術的大規模推廣應用，也有助于防止大面積停電，提高電力系統的安全性和可靠性，增強電網抵御自然災害的能力，對于電網乃至國家安全都有重大現實意義。?

由于分布式電源本身的特性，使得分布式電源輸出電壓是不穩定的。為了滿足微網電能質量的要求，多種分布式電源組成的微網能源系統是必須的，通過多種能源相互補充，可以為微網提供穩定可靠的電力能源。由于微源的不穩定性，單一微源難以滿足用戶需求，由多微源組成的微網將成為今后的發展目標。但是微源不同的輸出會引起微源間的環流。現有的微源大多通過逆變器與微網系統相連，例如光伏發電系統、風力發電系統和燃料電池等等。?

太陽能發電與風力發電的互補方式己得到了認可，在它們相并聯組成微網能源時有兩種方法，一是在直流母線并聯。二是在交流母線并聯。?

前者技術較為簡單，是目前實用化裝置中的主要方案，但僅適合于各發電裝置相距很近的情況，而太陽能電池和風力發電機的安裝位置取決于自然條件，當裝置位置距離較遠或存在多個發電裝置多點分布時，這種方式受到一定的限制，目前這種方式均不能與大型風力發電機及微網相連接。?

而交流側并聯方式則無此限制，各發電裝置可各自選擇最為合適的安裝位置，然后在供電區域中的某點或多點相連接。采用這種方式可降低對單臺變流器容量的要求并提高系統的?可靠性高，在其中一套發電裝置(含其中的蓄電池、逆變器等)出現故障情況下，仍可繼續供電。但這種方式技術較為復雜，需要解決相距較遠的兩個或多個發電系統的輸出電壓、頻率、相位以及電能互相傳輸等一系列技術問題。由于電力電子變流器的過載能力較弱，因而解決系統中各輸出參量的協調控制尤為重要。?

發明內容

本發明針對多微源組成的微網電能質量問題，提出了一種微網多微源逆變器環流及電壓波動主從控制方法，該方法可以使微源輸出穩定的功率和電壓，可以有效的抑制微源間環流的產生，還可以快速響應由于配電網和微源鄰近負載投切引起的電壓波動。?

本發明采取的技術方案是，微網多微源逆變器環流及電壓波動主從控制方法包括主控制和從控制，其中由主控制器實現的主控制方法包括功率環、電壓環和微網電流前饋環節：?

當微網系統處于孤島運行模式時，微網系統額定有功功率、額定無功功率與微網系統實時有功功率、無功功率構成功率環，控制微網系統輸出有功功率和無功功率；功率環輸出的誤差信號與微網系統額定電壓、微網系統額定頻率和微網系統實時頻率一起處理，輸出參考電壓信號與微網實時電壓組成電壓環，控制微網系統輸出電壓幅值和頻率；電壓環誤差信號經電壓控制器后與微網系統實時母線電流構成微網電流前饋環節，輸出主控制器控制信號；主控制器發出控制信號至各個從控制器，使逆變器輸出滿足微網系統所需的有功功率和無功功率；并使各個逆變器統一輸出380V，50HZ的電壓；從控制器由電壓外環、電流內環雙環控制組成；當微網系統處于并網運行模式時，微網系統額定有功功率和額定無功功率均經主控制器控制微網微源的能量輸出，同時配電網實時電壓、配電網實時頻率經主控制器處理后，發出控制信號至各個從控制器，使逆變器輸出滿足微網系統所需的有功功率和無功功率；并使各個逆變器統一輸出與配電網同步的電壓，滿足微網與配電網并網要求。?

本發明的工作原理是，所述微網多微源逆變器環流及電壓波動主從控制方法適用于微網多微源逆變器系統，其中各種形式的微源的輸出端輸出非工頻交流電，經整流器整流后轉換為直流電，再經逆變器逆變成工頻交流電，經電感-電容(LC)濾波器濾波后，通過靜態開關STS連接到配電網。逆變器控制方式為PWM控制方式。工控機通過電壓、電流互感器與微網和配電網相連；各個DSP控制板也通過電壓、電流互感器與微網連接，并經由數據傳輸總線與工控機相連。?