[發明專利]微電網頻率控制方法和系統

有效

• 申請號: 201510848987.7
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105281350B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 唐釀;盛超;翁洪杰;陳萌;肖湘寧;陶順;袁敞;孫聞;陳銳;張俊峰;朱良合;羅運松;張毅超;吳曉宇;劉正富;安然然;趙艷軍
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/46
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 李巍

一種微電網頻率控制方法和系統，其方法包括：獲取逆變電源網側LC濾波器的輸出電壓、輸出電流、濾波電感電流的d軸和q軸分量；結合輸出電壓、輸出電流的d軸和q軸分量獲取LC濾波器的輸出無功功率、輸出有功功率、輸出電壓幅值；將輸出無功功率、輸出電壓幅值作為虛擬勵磁控制器的輸入獲得虛擬勵磁電勢；將虛擬同步發電機控制器的輸出角頻率輸入頻率控制器得到有功功率增量；將輸出有功功率、虛擬勵磁電勢、有功功率增量以及濾波電感電流的d軸和q軸分量作為虛擬同步發電機控制器的輸入量，獲得逆變器輸出電壓的d軸和q軸參考指令值和輸出角頻率。本發明方案能夠有效抑制負載擾動引起的微電網頻率變化，有利于孤島微電網的穩定運行。

技術領域

本發明涉及新能源電力變換領域，特別是涉及一種微電網頻率控制方法和系統。

背景技術

隨著能源的日漸枯竭和環境污染的日益嚴重，分布式能源迅速發展起來，傳統集中式電力系統正面臨向分布式發電轉變的深刻變革。其中，微電網是實現對分布式電源智能管理的一種有效途徑。

然而，微電網在孤島運行模式下缺少主網對其的電壓和頻率支撐，需要依靠逆變電源自身的控制實現系統穩定運行。為此，國內外學者相繼提出了一些控制方式，如V/F控制、下垂控制、反下垂控制等。但是隨著逆變電源容量的增加，其低慣量的特點將影響系統的穩定運行，特別在孤島微電網中，分布式新能源和負荷波動更為明顯的情況下，低慣性將引起系統頻率不穩定。

為此，許多學者提出了虛擬同步發電機的控制方式，但是這些方式在模型的選擇、二次調頻性能方面均存在一定的缺陷，使得控制的有效性偏低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種微電網頻率控制方法和系統，可以有效控制微電網頻率的穩定。

本發明的目的通過如下方案實現：

一種微電網頻率控制方法，包括如下步驟：

獲取逆變電源網側LC濾波器的輸出電壓的d軸分量和q軸分量，獲取所述LC濾波器的輸出電流的d軸分量和q軸分量，并獲取所述LC濾波器的濾波電感電流的d軸分量和q軸分量；

結合所述輸出電壓的d軸分量和q軸分量、所述輸出電流的d軸分量和q軸分量獲取所述LC濾波器的輸出無功功率、輸出有功功率、輸出電壓幅值；

將所述輸出無功功率、所述輸出電壓幅值作為虛擬勵磁控制器的輸入，獲得用于維持微電網電壓穩定的虛擬勵磁電勢；

將虛擬同步發電機控制器的輸出角頻率作為反饋信號輸入頻率控制器，得到用于維持微電網頻率穩定的有功功率增量；

將所述輸出有功功率、所述虛擬勵磁電勢、所述有功功率增量以及所述濾波電感電流的d軸分量和q軸分量作為虛擬同步發電機控制器的輸入量，獲得逆變器輸出電壓的d軸參考指令值、q軸參考指令值和輸出角頻率。

一種微電網頻率控制系統，包括：

采集模塊，用于獲取逆變電源網側LC濾波器的輸出電壓的d軸分量和q軸分量，獲取所述LC濾波器的輸出電流的d軸分量和q軸分量，并獲取所述LC濾波器的濾波電感電流的d軸分量和q軸分量；

處理模塊，用于結合所述輸出電壓的d軸分量和q軸分量、所述輸出電流的d軸分量和q軸分量獲取所述LC濾波器的輸出無功功率、輸出有功功率、輸出電壓幅值；

電勢獲取模塊，用于將所述輸出無功功率、所述輸出電壓幅值作為虛擬勵磁控制器的輸入，獲得用于維持微電網電壓穩定的虛擬勵磁電勢；

增量獲取模塊，用于將虛擬同步發電機控制器的輸出角頻率作為反饋信號輸入頻率控制器，得到用于維持微電網頻率穩定的有功功率增量；