[發明專利]基于自適應模式切換的下垂控制方法

有效

• 申請號: 201410767545.5
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104485689A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 張興;石榮亮;徐海珍;劉芳;胡超;李文超;毛福斌;郭禮治
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/5395
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 任崗生

1.一種基于自適應模式切換的下垂控制方法，包括微網儲能逆變器的輸出電容電壓的采集，其特征在于主要步驟如下：

步驟1，先采集微網儲能逆變器的輸出電容電壓U_ca,U_cb,U_cc、電網電壓U_ga,U_gb,U_gc、橋臂側電感電流I_la,I_lb,I_lc和輸出電流I_oa,I_ob,I_oc，再將其經單同步旋轉坐標變換得到輸出電容電壓的dq分量U_cd,U_cq、橋臂側電感電流的dq分量I_ld,I_lq和輸出電流的dq分量I_od,I_oq；

步驟2，先根據步驟1中得到的電網電壓U_ga,U_gb,U_gc，經單同步坐標系軟件鎖相環得到電網電壓的dq分量U_gd,U_gq、電網的頻率f_g和相角θ_g，再根據步驟1得到的橋臂側電感電流I_la,I_lb,I_lc，經單同步旋轉坐標變換得到基于電網相角θ_g定向的橋臂側電感電流的dq分量I_ld1,I_lq1；

步驟3，先根據步驟1中得到的輸出電容電壓的dq分量U_cd,U_cq和輸出電流的dq分量I_od,I_oq，經有功功率計算方程和無功功率計算方程分別得到平均有功功率和平均無功功率再根據得到的平均有功功率和微網儲能逆變器給定的有功功率指令P_ref、微網儲能逆變器給定的角頻率指令ω_ref、有功下垂系數m，經有功功率-頻率下垂控制方程得到微網儲能逆變器的角頻率ω，角頻率ω經積分得到微網儲能逆變器的矢量角θ；

步驟4，根據步驟3中得到的平均無功功率和微網儲能逆變器給定的無功功率指令Q_ref、額定輸出電壓U_ref、無功下垂系數n，經無功功率-幅值下垂控制方程得到微網儲能逆變器電容電壓的dq分量基準信號U_dref,U_qref；

步驟5，先根據步驟1中得到的輸出電容電壓的dq分量U_cd,U_cq和步驟4中的電容電壓的dq分量基準信號U_dref,U_qref，通過電壓控制方程得到電感電流的dq分量指令信號再根據電感電流的dq分量指令信號和步驟1中的橋臂側電感電流的dq分量I_ld,I_lq，通過電流比例控制方程得到控制信號U_d,U_q；

步驟6，先根據步驟5中得到的控制信號U_d,U_q，以及步驟3中得到的矢量角θ，經單同步旋轉坐標反變換得到基于下垂模式并網控制的三相橋臂電壓控制信號U_a,U_b,U_c，再由三相橋臂電壓控制信號U_a,U_b,U_c生成微網儲能逆變器逆變橋開關管的SVPWM控制信號；

步驟7，先根據步驟2中得到的基于電網相角θ_g定向的橋臂側電感電流的dq分量I_ld1,I_lq1和根據限定功率值P^*,Q^*，分別計算得到橋臂側電感電流的dq分量參考值再通過電流比例積分控制方程得到恒電流源模式并網的控制信號U_d1,U_q1；

步驟8，先根據步驟2中得到的電網相角θ_g，以及步驟7中的控制信號U_d1,U_q1，經單同步旋轉坐標反變換得到基于恒電流源模式并網控制的三相橋臂電壓控制信號U_a1,U_b1,U_c1，再由三相橋臂電壓控制信號U_a1,U_b1,U_c1生成微網儲能逆變器逆變橋開關管的SVPWM控制信號；

步驟9，先根據步驟2中得到的電網頻率f_g＜49.5HZ或f_g＞50.5HZ，通過幅值鎖存控制器鎖存得到電壓控制方程的dq分量輸出值再經相位同步控制器完成矢量角θ至電網相角θ_g的跟蹤，以實現下垂模式并網到恒電流源單位功率因數模式并網的無縫切換；

步驟10，先根據步驟2中得到的電網頻率49.5HZ≤f_g≥50.5HZ，通過相角鎖存控制器鎖存電網單同步坐標系軟件鎖相環的輸出值θ′_g，再經相位同步控制器完成電網相角θ_g與矢量角θ的相位同步，之后，經數值緩起控制器完成橋臂側電感電流的dq分量參考值分別至電壓控制方程的dq分量輸出值的過渡，以實現恒電流源模式并網到下垂模式并網的無縫切換。