[發(fā)明專利]用于光伏儲(chǔ)能獨(dú)立微電網(wǎng)中電壓源逆變器的下垂控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710086700.0
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN106712113B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓華;毛竹;柳張杰;孫堯;粟梅;原文賓;侯小超
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/46
• 分類號(hào): H02J3/46
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 湯財(cái)寶

1.一種用于光伏儲(chǔ)能獨(dú)立微電網(wǎng)中電壓源逆變器的下垂控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.基于電壓源逆變器的輸出電壓和輸出電流，獲取光伏發(fā)電單元的有功功率和無功功率；

S2.獲取直流側(cè)電容電壓和直流側(cè)給定參考電壓，基于所述光伏發(fā)電單元的有功功率和無功功率，通過自適應(yīng)下垂控制方程，得到光伏發(fā)電單元的參考角頻率和參考電壓幅值；

S3.基于光伏發(fā)電單元的參考角頻率和參考電壓幅值，得到光伏發(fā)電單元輸出電壓的參考值，以控制電壓源逆變器的開關(guān)狀態(tài)；

其中，步驟S2中的所述自適應(yīng)下垂控制方程包括角頻率控制方程和幅值控制方程；

所述角頻率控制方程，用于通過控制所述直流側(cè)電容電壓和直流側(cè)給定參考電壓相等，獲取光伏發(fā)電單元輸出電壓的參考角頻率，以調(diào)節(jié)有功-頻率下垂控制曲線的上移或下移位置；

所述幅值控制方程，用于獲取光伏發(fā)電單元輸出電壓的參考電壓幅值；

其中，所述角頻率控制方程為：

且i≥1；

其中，表示第i個(gè)光伏發(fā)電單元的參考角頻率，P_i表示第i個(gè)光伏發(fā)電單元的輸出有功功率，ω^*表示空載情況下第i個(gè)光伏發(fā)電單元的角頻率ω_i，m_i表示有功-頻率下垂曲線的下垂參數(shù)，u_dci表示第i個(gè)光伏發(fā)電單元的直流側(cè)電容電壓；表示第i個(gè)光伏發(fā)電單元的直流側(cè)給定參考電壓；Δω_i表示第i個(gè)光伏發(fā)電單元的偏移角頻率；K_Pi表示第i個(gè)光伏發(fā)電單元采用所述下垂控制方法中PI調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)，K_Ii表示第i個(gè)光伏發(fā)電單元采用所述下垂控制方法中PI調(diào)節(jié)器的積分系數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種用于光伏儲(chǔ)能獨(dú)立微電網(wǎng)中電壓源逆變器的下垂控制方法，其特征在于，

所述第i個(gè)光伏發(fā)電單元的直流側(cè)給定參考電壓必須大于電壓源逆變器輸出的交流電壓u_i的峰值。

3.如權(quán)利要求1所述的一種用于光伏儲(chǔ)能獨(dú)立微電網(wǎng)中電壓源逆變器的下垂控制方法，其特征在于，所述幅值控制方程為：

V_i^ref＝V^*-n_iQ_i

其中，V_i^ref表示第i個(gè)光伏發(fā)電單元的參考電壓幅值，Q_i表示第i個(gè)光伏發(fā)電單元輸出的無功功率，V^*表示空載情況下第i個(gè)光伏發(fā)電單元的電壓幅值，n_i表示無功-電壓下垂控制曲線的的下垂參數(shù)。

4.如權(quán)利要求1所述的一種用于光伏儲(chǔ)能獨(dú)立微電網(wǎng)中電壓源逆變器的下垂控制方法，其特征在于，步驟S3進(jìn)一步包括：

S31.對光伏發(fā)電單元的參考角頻率積分，以得到光伏發(fā)電單元的輸出參考電壓相位角；

S32.基于光伏發(fā)電單元的輸出參考電壓相位角和參考電壓幅值，以得到光伏發(fā)電單元的輸出電壓參考值，以控制電壓源逆變器的開關(guān)狀態(tài)。

5.如權(quán)利要求4所述的一種用于光伏儲(chǔ)能獨(dú)立微電網(wǎng)中電壓源逆變器的下垂控制方法，其特征在于，步驟S32進(jìn)一步包括：

S321.基于光伏發(fā)電單元的輸出參考電壓相位角和參考電壓幅值，以得到光伏發(fā)電單元的輸出電壓參考值；

通過采樣獲取光伏發(fā)電單元的電壓源逆變器輸出電壓和輸出電流；

S322.基于電壓環(huán)和電流環(huán)，將獲得的光伏發(fā)電單元的電壓源逆變器輸出電壓跟蹤所得到的光伏發(fā)電單元的輸出電壓參考值，以控制電壓源逆變器的開關(guān)狀態(tài)。

6.如權(quán)利要求5所述的一種用于光伏儲(chǔ)能獨(dú)立微電網(wǎng)中電壓源逆變器的下垂控制方法，其特征在于，步驟S321獲取光伏發(fā)電單元的輸出電壓參考值的表達(dá)式為：

其中，V_i^ref表示第i個(gè)光伏發(fā)電單元的參考電壓幅值，表示第i個(gè)光伏發(fā)電單元的輸出參考電壓相位角。

7.如權(quán)利要求4所述的一種用于光伏儲(chǔ)能獨(dú)立微電網(wǎng)中電壓源逆變器的下垂控制方法，其特征在于，步驟S31獲取光伏發(fā)電單元的輸出參考電壓相位角的表達(dá)式為：

其中，表示第i個(gè)光伏發(fā)電單元的參考角頻率，表示第i個(gè)光伏發(fā)電單元的輸出參考電壓相位角，dt表示對時(shí)間的積分。