[發(fā)明專利]一種微電源的控制方法和控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410102735.5
• 申請(qǐng)日: 2014-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103904642A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王以笑;崔麗艷;雷振鋒;路進(jìn)升;唐云龍;孔波利;王留送;唐宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 許繼電氣股份有限公司;許昌許繼軟件技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有滯回輸出特性的微電源的控制方法。

背景技術(shù)

大力促進(jìn)新能源的開(kāi)發(fā)和利用是解決當(dāng)前面臨的能源短缺危機(jī)和緩解環(huán)保壓力的有效措施，在各國(guó)政府的大力支持下，環(huán)保、高效、靈活、以可再生能源為主的分布式發(fā)電技術(shù)得到了快速的發(fā)展。為了充分發(fā)揮分布式發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)并解決大電網(wǎng)與其之間的矛盾，一般將分布式發(fā)電系統(tǒng)以微電網(wǎng)的形式運(yùn)行，然而隨著微電網(wǎng)的接入，出現(xiàn)了一些新的問(wèn)題，主要是微電網(wǎng)在孤島運(yùn)行模式下采用何種控制方式才能維持整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

微電網(wǎng)在孤網(wǎng)狀態(tài)時(shí)，需要對(duì)其內(nèi)部各個(gè)微電源進(jìn)行有效的控制以維持整個(gè)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，保證系統(tǒng)的電壓及頻率在合理的范圍內(nèi)。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要提出了三種基于換流器接口的微電源的控制方式：Droop控制方式（下垂控制方式）、V/f控制方式和PQ控制方式，其中的Droop控制方式在負(fù)荷功率變化時(shí)不能維持系統(tǒng)的頻率為一恒定值，V/f控制方式不能并網(wǎng)運(yùn)行，而PQ控制方式又不能獨(dú)立運(yùn)行，只能運(yùn)行于有其他電源提供電壓及頻率支撐的情況下。在這三種微電源控制方式的基礎(chǔ)上，常見(jiàn)的微電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)的控制方法主要有基于下垂控制方式的對(duì)等控制和基于單個(gè)V/f電源的主從控制。采用對(duì)等控制時(shí)，隨著負(fù)荷需求的變化系統(tǒng)的電壓幅值及頻率也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變化，原因在于Droop控制方式屬于有差調(diào)節(jié)，在負(fù)荷需求變化較大時(shí)系統(tǒng)的電壓幅值及頻率可能超出規(guī)定的允許偏差范圍，不能使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；采用基于單個(gè)V/f電源的主從控制時(shí)，雖然可以在V/f電源的可調(diào)容量范圍內(nèi)維持系統(tǒng)的電壓幅值及頻率不變，但是系統(tǒng)對(duì)該電源的依賴程度較高，一旦系統(tǒng)內(nèi)需要大量的功率交換，超出其可調(diào)容量范圍，或者該電源出現(xiàn)故障，就不能繼續(xù)維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種微電源的控制方法和控制裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)Droop控制與V/f控制的缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：

一種微電源的控制方法，至少包括：

判斷切換步驟：在判斷微電網(wǎng)處于孤島運(yùn)行時(shí)，微電源檢測(cè)系統(tǒng)頻率，與其設(shè)定的頻率閾值進(jìn)行比較，若系統(tǒng)頻率達(dá)到其設(shè)定頻率閾值，則采用相應(yīng)頻率閾值對(duì)應(yīng)的V/f控制方式；在V/f控制方式下，若輸出功率達(dá)到功率調(diào)節(jié)閾值，則切換為Droop控制方式。

判斷微電網(wǎng)處于并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，具有功率調(diào)節(jié)能力的微電源采用Droop控制方式。

每個(gè)微電源設(shè)定的頻率閾值包括上限頻率閾值和下限頻率閾值；當(dāng)系統(tǒng)頻率減小時(shí)，與下限頻率閾值比較；當(dāng)系統(tǒng)頻率增加時(shí)，與上限頻率閾值比較；上限頻率閾值和下限頻率閾值分別對(duì)應(yīng)不同的V/f控制方式。

微電網(wǎng)中的各微電源的上限頻率閾值和下限頻率閾值各不相同。

一種微電源的控制裝置，至少包括：

判斷切換模塊：在判斷微電網(wǎng)處于孤島運(yùn)行時(shí)，微電源檢測(cè)系統(tǒng)頻率，與其設(shè)定的頻率閾值進(jìn)行比較，若系統(tǒng)頻率達(dá)到其設(shè)定頻率閾值，則采用相應(yīng)頻率閾值對(duì)應(yīng)的V/f控制方式；在V/f控制方式下，若輸出功率達(dá)到功率調(diào)節(jié)閾值，則切換為Droop控制方式。

判斷微電網(wǎng)處于并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，具有功率調(diào)節(jié)能力的微電源采用Droop控制方式。

每個(gè)微電源設(shè)定的頻率閾值包括上限頻率閾值和下限頻率閾值；當(dāng)系統(tǒng)頻率減小時(shí)，與下限頻率閾值比較；當(dāng)系統(tǒng)頻率增加時(shí)，與上限頻率閾值比較；上限頻率閾值和下限頻率閾值分別對(duì)應(yīng)不同的V/f控制方式。

微電網(wǎng)中的各微電源的上限頻率閾值和下限頻率閾值各不相同。

本發(fā)明的微電源的控制方法適用于微電網(wǎng)電源通過(guò)并網(wǎng)換流器與大電網(wǎng)連接的系統(tǒng)。微電網(wǎng)切換為孤島模式時(shí)，微電源在系統(tǒng)頻率達(dá)到其設(shè)定的頻率閾值時(shí)就會(huì)由Droop方式切換為V/f控制方式，作為主控電源來(lái)提供電壓及頻率支撐，當(dāng)其輸出的功率達(dá)到V/f控制區(qū)段的輸出功率閾值時(shí)又自動(dòng)切換為Droop控制方式，而由其他的微電源來(lái)提供電壓及頻率。在系統(tǒng)出現(xiàn)大量功率交換時(shí)，隨著系統(tǒng)頻率下降而選擇其他微電源作為主控電源，而自身切換回Droop控制；同樣在系統(tǒng)負(fù)荷減小時(shí)，隨著頻率增加選擇其他微電源作為主控電源。

由于設(shè)定頻率閾值包括上限頻率閾值與下限頻率閾值，在系統(tǒng)負(fù)荷增加，頻率減小時(shí)，應(yīng)與下限頻率閾值比較以確定控制方式的切換；在系統(tǒng)負(fù)荷減小，頻率增加時(shí)，應(yīng)與上限頻率閾值比較。上、下限頻率閾值分別對(duì)應(yīng)不同的V/f控制曲線。所以，各微電源的控制特性曲線為滯回特性曲線。