[發明專利]光伏并網的配電網電壓跌落補償控制方法

在審

• 申請號: 201710140170.3
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN106899034A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 劉建軍;馬振國;蘇佳華;倪福銀;王琪;李正明
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司常州供電公司;國網江蘇省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/12
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司32214
• 代理人: 張兢

技術領域

本發明涉及配電網電能質量監測與控制領域，具體涉及一種利用統一電能質量調節器對光伏并網的配電網電壓跌落進行補償控制的方法。

背景技術

以光伏為代表的新能源并網發電以及電網上日益增加的非線性負載，使得電網污染日趨嚴重，嚴重影響電網供電質量，面對配電網出現的新問題，傳統的電能質量治理方法日益顯得力不從心。統一電能質量調節器(Unified Power Quality Conditioner，簡稱UPQC)是一種集電壓型補償裝置、電流型補償裝置和儲能裝置于一體，既可改善電網側供電質量、又能防止負荷側電流諧波污染電網，能夠統一實現多重電能質量調節功能的電力電子裝置，由于UPQC對配電網電能質量具有綜合調節能力，近年來成為研究熱點。如公開號為CN106099937A的中國專利文獻公開了一種統一電能質量調節器及其控制方法；公開號為CN103199539A的中國專利文獻公開了一種統一電能質量調節器電壓暫降補償方法。目前常見的統一電能質量調節器用于對傳統的三相配電網電能質量調節具有較好的效果，但對于光伏并網的配電網而言，由于光伏等并網新能源隨機性、間歇性等特點帶來的配電網電壓跌落等問題，目前利用統一電能質量調節器進行調節的效果不夠理想，因而，探索利用UPQC對光伏并網的配電網包括電壓跌落補償在內的電能質量控制方法，顯得十分必要。

神經內分泌系統作為人體各種激素調控中心，用以調控各種體內激素，具有良好的自適應性和穩定性等特點。因此研究基于神經內分泌系統的生物智能控制理論，相對于傳統控制理論將有助于提高復雜對象的控制質量。人體在激素調節機制中的反饋回路可以分為常規反饋回路和超短反饋回路，其中常規反饋回路是指，腺體激素的濃度通過細胞因子傳感器反饋給其上級的調控腺體，而超短反饋是指腺體激素濃度對其腺體自身的分泌活動產生的反饋抑制作用，其調節機制可以抽象為如圖1所示的結構，先是下丘腦分泌促激素(TH)，接著促激素刺激垂體分泌釋放激素(RH)，RH再刺激相應的內分泌腺體分泌對應的激素(TH和RH均為多種激素的通稱)。由圖1可看出，內分泌超短反饋包括TH濃度對下丘腦的反饋、RH濃度對垂體的反饋以及激素濃度對腺體的反饋等。腺體激素調節具有單調性和非負性，其上升和下降遵循Hill函數規律。假設激素x受到激素y調控，則激素x的分泌速率S_x與激素y的濃度C_y有如下關系式：

S_x＝αF(C_y)+S_x0(1)

其中，S_x0表示激素x的基礎分泌速率；α為常量系數，濃度函數F(C_y)表示F_up(C_y)或F_down(C_y)：

其中，T為閾值(T＞0)；n為Hill系數(n≥1)。n和T共同決定曲線上升和下降的斜率。這種復雜反饋機制使激素分泌調節過程相對常規反饋回路更為快速穩定。

發明內容

本發明的目的是：針對現有技術中統一電能質量調節器不能有效滿足對光伏并網的配電網電能質量進行有效調節的問題，提出一種光伏并網的配電網電壓跌落補償控制方法，該方法利用統一電能質量調節器，采用基于內分泌反饋系統理論的PI超短反饋控制方法，對光伏并網的配電網電壓跌落進行及時有效補償。

本發明的技術方案是：本發明的光伏并網的配電網電壓跌落補償控制方法，利用UPQC實施，上述的UPQC包括用于采集電網電壓和負載電壓的信號采集模塊、用于調理信號采集模塊所采集電壓信號的信號調理模塊、用于接收信號調理模塊發送的采樣電壓信號并進行處理和控制的微處理器、用于執行微處理器所發控制指令并對配電網實施電壓跌落補償的驅動電路模塊，包括以下步驟：

第一步，電壓信號采集：UPQC的信號采集模塊采集配電網三相母線電壓u_a,u_b,u_c和負載三相電壓u_la,u_lb,u_lc并發送給UPQC的信號調理模塊；

第二步，采集信號調理：信號調理模塊將配電網三相母線電壓u_a,u_b,u_c和負載三相電壓u_la,u_lb,u_lc調理后發送給微處理器；