[發明專利]一種微網在離網狀況下的快速電壓調節方法

在審

• 申請號: 201510333820.7
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN104967127A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 荊龍;唐芬;吳學智;童亦斌
• 申請（專利權）人: 北京億利智慧能源科技有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/38
• 代理公司: 北京易正達專利代理有限責任公司 11518
• 代理人: 路遠

技術領域

本發明涉及電壓調節技術領域，特別涉及一種微網在離網狀況下的快速電壓調節方法。

背景技術

微網是指由分布式電源、儲能裝置、負荷等裝置按一定運行規則匯集而成的小型發配電系統，具有聯網和離網兩種運行模式。由于微網在供電可靠性、安全性、可持續性等方面的優勢，越來越受到人們的關注。微網在離網運行狀態下，由于沒有外部電網的支撐，需要內部的分布式電源建立電壓，并維持穩定。通常情況下，微網內部的儲能變流器工作在下垂控制的電壓源模式下，依靠下垂特性曲線，根據微網中有功和無功的平衡程度，自動將電壓和頻率穩定。假如離網裝態下需要改變微網電壓，就需要通過上層監控系統，對儲能變流器的電壓、頻率下垂特性曲線進行平移，使得當前有功、無功平衡狀態下的電壓頻率穩定在新的工作點。由于平移下垂曲線屬于二次調節，需要上層監控系統參與，且改變了儲能變流器原有輸出特性，故調節速度較慢，不宜頻繁執行。因此，當出于電能質量的原因或需要重新轉入并網狀態時，需要對微網內部電壓進行調節是，該方法響應慢，調節時間長，某些情況下還可能發生振蕩，系統穩定時可能存在電壓偏差。

發明內容

為克服現有微網離網模式下電壓調節的缺陷，本發明提出一種微網在離網狀況下的快速電壓調節方法，依靠其他分布式電源輸出功率的調節，改變微網中功率平衡，使電壓穩定在新的工作點，無需對下垂特性曲線進行調節。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種微網在離網狀況下的快速電壓調節方法，利用其他分布式電源的剩余容量輸出一定無功功率，改變微網無功平衡，使微網內部電壓穩定在新的工作點。

進一步地，當需要調節微網內部電壓時，可根據電壓指令，與實際采集到的微網內部電壓進行比較，產生電壓差值經過一定的計算，控制并網變流器的無功功率輸出，使得微網內部電壓發生改變。

進一步地，產生電壓差值后將電壓差值送入PI調節器，經過PI調節得到一無功功率的指令，再根據該指令調節分布式電源變流器輸出的無功功率，使得微網中無功平衡發生改變，電壓工作點便會在電壓-無功下垂曲線上發生移動，從而微網內部電壓發生改變，當微網內部電壓等于指令電壓時，PI調節器輸出趨于穩定，微網電壓便穩定在該工作點之上。

進一步地，所述微網中其他分布式電源輸出的無功功率為0。

本發明和現有技術相比，具有以下優點和效果：首先本方法實現方便，無需上層監控系統參與，在通用的分布式電源并網變流器的控制中加入一電壓調節外環即可實現微網離網情況下的電壓調節。并且計算簡單，僅利用PI調節器完成計算過程。其次，調節速度快由于并網變流器對功率指令的響應是幾十毫秒級的，因此，整個電壓調節過程在數十毫秒內就能完成。第三，調節效果好，可以實現無差的電壓控制，避免電壓的振蕩。

附圖說明

圖1是該方法的控制流程圖；

圖2是加入了電壓調節功能的并網變流器原理框圖；

圖2中，Uref為需要調整電壓設定值；

e為實際微網電壓與設定值之間的偏差；

PI為PI調節器；

Iq為無功功率指令；

K為電壓控制選擇開關；

Inverter為并網逆變器；

Uo為微網實際電壓。

具體實施方式

下面結合附圖并通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明并不局限于以下實施例。

如圖1、圖2所示，一種微網在離網狀況下的快速電壓調節方法，并網逆變器首先采集并網點的電壓，及微網系統的電壓；之后，根據開關K的狀態，決定是否需要進行電壓控制；當K打開時，無功功率指令保持為0，即不進行電壓控制，當開關K閉合式，無功功率指令由計算得出，即進行電壓控制；采集到的微網電壓與設定的電壓做差，得到電壓偏差量e，送入PI調節器，經過PI調節，得到無功功率的指令Iq，控制并網逆變器輸出相應的無功功率，直到電壓與給定值相同，偏差為0，PI調節器輸出保持不變，整個調節過程結束。

本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發明所作的舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發明說明書的內容或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發明的保護范圍。