[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

技術領域

本發明涉及一種基于自適應模式切換的下垂控制方法，適用于需要與微電網并聯運行或者與大電網并網運行的微網儲能逆變器。

背景技術

近年來，下垂控制(DROOP)技術作為一種新型的分布式發電控制技術，受到了學者的大量關注。基于DROOP的微網儲能逆變器可以實現并網模式與孤島并聯運行模式之間的切換，而且不需要改變控制結構。儲能電池在可再生能源微網的運行控制過程中具有重要的作用，可以作為微網穩定運行的組網電源，維持系統的電壓和頻率穩定，并可以實現微網離網-并網兩種模式的無縫切換，但是它的價格昂貴且其壽命有限。為了延長儲能電池的壽命，既要在系統頻率正常的情況下保證并聯微網儲能逆變器的均流，又能保持在系統頻率大幅擾動情況下微網儲能逆變器的恒功率運行，以防止儲能電池的過沖與過放。

為此，人們做了各種研究，如題為“Indirect?current?control?algorithm?for?utility?interactive?inverters?indistributed?generation?systems”，Hyosung?Kim，Taesik?Yu，Sewan?Choi，《IEEE?Transactions?on?Power?Electronics》，2008，23(3)，1342-1347(“分布式發電系統中間接電流控制算法在并網逆變器中的應用”，《IEEE學報-電力電子期刊》2008年第23卷第3期第1342～1347頁)的文章；該文提出了采用間接電流控制的辦法來實現模式切換，這種控制方案增加了額外的隔離變壓器，導致成本較高。

題為“Design?of?parallel?inverters?for?smooth?mode?transfer?microgrid?applications”，Chen，Chien-Liang，Yubin?Wang，et?al，《IEEE?Transactions?on?Power?Electronics》，2010，25(1)，6-15(“并聯逆變器的無縫模式切換技術在微網應用中的設計”，《IEEE學報-電力電子期刊》2010年第25卷第1期第6～5頁)的文章；該文提出了一種采用網絡通訊線實現微網逆變器并網與孤島模式之間無縫切換的解決方案，這種控制方案增加了控制的復雜程度，致使其穩定性降低。

題為“Control?for?grid-connected?and?intentional?islanding?operations?of?distributed?power?generation”，Balaguer，I.J.，Qin?Lei，et?al,《IEEE?Transactions?on?Industrial?Electronics》，2011，58(1)，147-157(“分布式發電的并網與故意孤島運行模式的控制方法”，《IEEE學報-工業電子期刊》2011年第58卷第1期第147～157頁)的文章；該文提出了一種電網故障時的模式切換技術，但是由于沒有考慮儲能電池的出力狀況，因而會影響儲能電池的壽命。

題為“A?novel?seamless?transfer?control?strategy?based?on?voltage?amplitude?regulation?for?utility-interconnected?fuel?cell?inverters?with?an?LCL-filter”，Guoqiao?Shen，Dehong?Xu，Xiaoming?Yuan,《Power?Electronics?Specialists?Conference?2006.PESC》，2006，37th.IEEE，2006，1-6(“一種新的基于電壓幅值控制的帶有LCL濾波器的并網燃料電池逆變器的無縫切換控制策略”，《第三十七屆電力電子專家會議》2006年第6期第1～6頁)的文章；該文提出了采用輸出電壓幅值調節來實現模式的無縫切換，但沒有考慮系統頻率大擾動情況下儲能電池的充放電情況。

綜上所述，現有技術均未涉及在微網儲能逆變器并網運行的系統中，在系統的頻率發生波動時，既能保證系統頻率正常情況下并聯微網儲能逆變器的均流，又能保持系統頻率大幅擾動情況下微網儲能逆變器的恒功率運行，來防止儲能電池過沖或者過放以延長儲能電池的壽命。

發明內容