[發(fā)明專利]基于電壓源逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的無功均分控制系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107425553A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 韋徵;于波;韓慎朝;徐科;孫龍彪;馬崇;盧欣;吳明雷;李超群;楊宇全;王超;姬秋華;王彤;宋飛;王偉;郭曉丹;楊延春;劉裕德;吳亮;張凡;張超;隋淑慧;陳彬
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)天津節(jié)能服務有限公司;國網(wǎng)天津市電力公司;國家電網(wǎng)公司;南京南瑞太陽能科技有限公司
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50;H02J3/38
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本發(fā)明屬于電壓源逆變器并聯(lián)技術領域，尤其是一種基于電壓源逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的無功均分控制系統(tǒng)及方法。

背景技術

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對電力的需求量越來越大，電網(wǎng)的規(guī)模以及遠距離輸送的電力容量均在不斷增長。集中式大電網(wǎng)成本高、運行難度大、可靠性低等缺陷將隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大日漸凸顯，越來越不能滿足人們對電力供應的質(zhì)量及用電安全性與可靠性的要求。近年來，由電網(wǎng)中單點故障引起的大規(guī)模停電事故頻頻發(fā)生，充分暴露出了大電網(wǎng)系統(tǒng)的脆弱性，供電可靠性問題已引起各國人員的高度重視。此外，集中式大電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不能跟蹤電力負荷的變化，系統(tǒng)的靈活性相對較差。若為了短暫的峰荷建造發(fā)電廠，所需花費很大，經(jīng)濟效益很低。為了節(jié)省投資，提高發(fā)電系統(tǒng)的安全性與靈活性，分布式發(fā)電系統(tǒng)應運而生。

分布式發(fā)電又被稱為分散式發(fā)電或分布式供電，指的是通過直接布置在配電網(wǎng)或者分布在負荷附近的發(fā)電設施經(jīng)濟、高效、可靠地發(fā)電。分布式發(fā)電系統(tǒng)具有以下一些特點：(1)分布式發(fā)電系統(tǒng)中各個發(fā)電設備相互獨立，極大地提高了其安全可靠性，彌補了大電網(wǎng)穩(wěn)定性的不足。(2)分布式發(fā)電系統(tǒng)建造和安裝成本較低，相對于大電網(wǎng)而言輸配電損耗也較低。(3)分布式發(fā)電系統(tǒng)調(diào)峰性能好，操作簡單，是大電網(wǎng)的有力補充和有效支撐。隨著太陽能、風能、潮汐能等新能源的大力發(fā)展，分布式發(fā)電系統(tǒng)得到了極大的應用，因而，分布式發(fā)電系統(tǒng)將在現(xiàn)在及未來一段時間內(nèi)在國民用電中都處于至關重要的位置。

隨著分布式發(fā)電的快速發(fā)展，對分布式發(fā)電系統(tǒng)的容量、性能、可擴展性等要求越來越高。逆變電源作為分布式發(fā)電系統(tǒng)中的核心發(fā)電設備，其由集中供電向分布式并聯(lián)供電發(fā)展成為必然趨勢，同時逆變器并聯(lián)技術是分布式發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)高可靠性、高冗余性、高容量和高可擴展性的基礎，也是分布式發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵所在。然而，當多臺逆變器并聯(lián)向負載供電時，若各臺逆變器連接線路阻抗不一致，基于傳統(tǒng)下垂控制策略下的分布式并聯(lián)方案難以實現(xiàn)并聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)的各臺逆變器均分負載無功功率，嚴重時將會造成各臺電壓源逆變器顯著不均流，整個并聯(lián)系統(tǒng)無法正常工作，從而危害逆變器并聯(lián)系統(tǒng)可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于電壓源逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的無功均分控制系統(tǒng)及方法，可有效解決因逆變器連接線路阻抗參數(shù)不一致導致的逆變聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)的各臺逆變器無功功率不均分的問題，保證整個逆變器并聯(lián)系統(tǒng)可靠運行。

本發(fā)明解決其技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的：

一種基于電壓源逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的無功均分控制系統(tǒng)，包括多個并聯(lián)的含輸入電源及負荷的三相逆變器主電路，在一個三相逆變器主電路上連接有逆變器三相電感電流采集模塊和逆變器出口電壓采集模塊，該逆變器三相電感電流采集模塊和逆變器出口電壓采集模塊的輸出端連接逆變器輸出功率計算模塊，該逆變器輸出功率計算模塊的輸出端分別連接逆變器電壓額定幅值修正模塊和頻率-有功功率下垂控制調(diào)節(jié)模塊；所述逆變器電壓額定幅值修正模塊的輸出端與基于逆變器輸出頻率-無功功率下垂控制的調(diào)節(jié)模塊的一個輸入端相連接；所述頻率-有功功率下垂控制調(diào)節(jié)模塊與虛擬轉(zhuǎn)動慣量模塊、逆變器相位生成模塊及電壓參考信號生成模塊依次相連接，所述虛擬轉(zhuǎn)動慣量模塊輸出同時反饋至頻率-有功功率下垂控制調(diào)節(jié)模塊；所述逆變器出口電壓采集模塊的輸出端還連接逆變器輸出電壓幅值檢測模塊，該逆變器輸出電壓幅值檢測模塊與電壓-無功功率下垂控制調(diào)節(jié)模塊、積分調(diào)節(jié)模塊、電壓參考信號生成模塊、電流環(huán)參考信號生成模塊、電流環(huán)調(diào)節(jié)模塊和脈寬調(diào)制模塊依次相連接最終產(chǎn)生驅(qū)動功率開關控制信號。

一種基于電壓源逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的無功均分控制系統(tǒng)的方法，包括以下步驟：

步驟1、將逆變器三相電感電流采集模塊和逆變器出口電壓采集模塊所獲得的變流器輸出電壓u_oABC和電流i_ABC送入逆變器輸出功率計算模塊獲得相應的逆變器輸出有功功率p_o和無功功率q_o；

步驟2、將無功功率q_o送入逆變器電壓額定幅值修正模塊獲得電壓額定幅值修正值ΔV_n；

步驟3、將輸出電壓u_oABC送入逆變器輸出電壓幅值檢測模塊獲得相應的輸出電壓幅值信號V_o；