[發明專利]一種微型電網系統中用于分布式電源并聯運行模式的基于通信網絡的改進的下垂控制方法

有效

• 申請號: 201310648678.6
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103683324A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 高明智;陳敏;張燦輝;張弛;錢照明
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

技術領域

本發明涉及一種微型電網系統中用于分布式電源并聯運行模式的基于通信網絡的改進的下垂控制方法，涉及微型電網系統的運行以及多個分布式電源的并聯工作模式，尤其是在由太陽能、風能等新型能源組成的微型電網系統中，屬于新能源領域。?

技術背景

隨著石油、煤炭等化石燃料價格的不斷上漲，世界各國都在采取各種措施應對能源危機帶來的挑戰。目前，全世界都在積極推進新型高效能源系統的建設，其中，分布式發電、可再生能源和微型電網技術是當前研究的熱點之一。?

分布式發電技術可以集成太陽能、風能等多種類型的可再生能源，通過逆變器單元將其連接至公共母線并組成微型電網系統，實現能源的高效率利用，并向用戶提供高質量的電能。該系統將分布式發電、分布式儲能系統和用戶負載以及控制系統相結合，將整個用戶簡單地看作公共電網的一個負載，使其既可與公共電網并網連接（并網運行模式），也可以在公共電網異常時主動與電網斷開單獨運行（并聯運行模式）。?

在微型電網系統并聯運行模式中，由于各個逆變器單元輸出特性之間的差異以及連線阻抗的不匹配，往往會產生很大的環流。為保證不同的分布式電源能夠組成穩定可靠的微型電網系統，就需要采用并聯控制方法抑制環流。而下垂控制方法就是一種比較經典的并聯控制解決方案。?

在傳統的下垂控制方法中，每個逆變器單元的控制器通過檢測自身輸出電壓和輸出電流計算自身實時輸出的有功功率P_out和無功功率Q_out，然后根據算式?ω=ω*-mpPoutE=E*-nqQout]]>對自身輸出電壓的頻率和幅值進行調整。算式中的m_p和n_q分別是有功功率和無功功率的下垂控制系數。每一臺逆變器單元都按照這個原則修正自身的輸出電壓，相互之間最終達到動態穩定的平衡，實現微型電網系統的并聯運行。?

傳統的下垂控制方法通過調節逆變器單元輸出電壓的頻率和幅值來實現有功功率和無功功率的均衡，從而抑制系統中的環流。這種方法可以確保各個逆變器單元以地位平等的電壓源形式并聯，使微型電網系統在并聯運行模式中具有更好的冗余性和可擴展性。?

然而傳統的下垂控制方法有如下缺陷：（1）下垂控制系數越大，功率均分特性越好，對功率的控制精度也就越高，環流越小，但是輸出電壓的穩態誤差也就越大；（2）輸出電壓的頻率和幅值的偏差與公共負載相關，負載功率越大，偏差也就越大。傳統下垂控制方法ω-P下垂特性以及E-Q下垂特性分別如圖1和圖2所示。?

因此，為了克服傳統下垂控制方法的缺陷，在這種方法的基礎上又提出了虛擬阻抗、分層控制等多種改進的控制方法。本發明就是一種基于傳統下垂控制方法的改進方案。?

發明內容

本發明是針對傳統的下垂控制方法存在的缺陷而提出的一種微型電網系統中用于分布式電源并聯運行模式的基于通信網絡的改進的下垂控制方法，適用于集成了新能源分布式發電的微型電網系統中并聯運行模式的控制。為此本發明采用以下技術方案：?