[發明專利]一種微網無功-電壓控制裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201310145058.0
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103259268A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 杜燕;張健;楊向真;蘇建徽;茆美琴;張國榮
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/12
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務所 34116
• 代理人: 方榮肖

1.一種微網無功-電壓控制裝置，其用于采樣逆變器（VSI）硬件電路的輸出電壓測量值U_o和輸出電流測量值I_o，并經處理后獲得該VSI硬件電路中IGBT的驅動電壓信號U_PWM，而實現對該VSI硬件電路的輸出電壓的閉環控制，該微網無功-電壓控制裝置包括：

PQ計算器，其用于根據該輸出電壓測量值U_o和該輸出電流測量值I_o計算獲得該VSI硬件電路的有功功率測量值P和無功功率測量值Q；

功率控制器，其包括：

有功功率P-ω控制器，其用于根據該有功功率測量值P獲得頻率ω；以及

無功功率Q-E控制器，其用于根據該無功功率測量值Q和該輸出電壓測量值U_o獲得幅值E；

乘法器，其用于根據該頻率ω和該幅值E獲得內電勢E^*，該電勢E^*滿足表達式：E^*=E?sinωt；

虛擬阻抗控制器，其用于根據該輸出電流測量值I_o以及該電勢E^*，獲得輸出電壓給定值U^*，該輸出電壓給定值U^*滿足表達式：U^*=?E^*—I_o?ω?L_v，其中，L_v為設定的虛擬電感值；以及

電壓控制器，其用于根據該輸出電壓給定值U^*獲得VSI硬件電路中IGBT的驅動電壓信號U_PWM，以作用于該VSI硬件電路實現輸出電壓的閉環控制；

其特征在于：該無功功率Q-E控制器包括：

Q-E下垂控制器，其用于獲取內電勢指令值E^*的開環補償值ΔE₁，ΔE₁滿足表達式：ΔE₁=n_E（Q^*—Q），其中n_E為該VSI硬件電路的Q-E下垂系數，Q^*為無功功率的指令值；

阻抗校正器，其用于獲取內電勢指令值E^*的閉環補償值ΔE₂，ΔE₂滿足表達式：，n_u為所設定的Q-U下垂系數，G(S)為無功-電壓閉環控制器的傳遞函數，為了保證端口電壓-無功的下垂特性，G(S)含有積分環節；以及

加法器，其用于獲取該幅值E完成阻抗自校正功能，該幅值E滿足表達式：E=?E^*+ΔE₁+ΔE₂。

2.如權利要求1所述的微網無功-電壓控制裝置，其特征在于：該VSI硬件電路的Q-E下垂系數n_E滿足表達式：。

3.如權利要求1所述的微網無功-電壓控制裝置，其特征在于：微網中n臺VSI聯合供電，則n臺VSI?的虛擬電感滿足表達式：

L_V1S_max1=…=L_ViS_maxi=…=L_ViS_maxn=c，其中，L_Vi為第i臺VSI的虛擬電抗值L_V；S_maxn為第i臺VSI的視在容量S_max；i=1,2…,n。