[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于諧波阻抗控制的孤島微電網(wǎng)諧波功率分配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710586488.4
• 申請(qǐng)日: 2017-07-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107342598B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易皓;曾志嶸;卓放;王振雄;李亞妮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/46
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/46;H02J3/38;H02J3/01
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于諧波阻抗控制的孤島微電網(wǎng)諧波功率分配方法，本發(fā)明首先建立了DG等效諧波阻抗與DG剩余容量之間的下垂關(guān)系，即Z_{DGk_h_eq}?S_{DGk_remaining}下垂關(guān)系，根據(jù)各DG的剩余容量差異化各DG的等效諧波阻抗。將Z_{DGk_h_eq}?S_{DGk_remaining}下垂關(guān)系和通過(guò)檢測(cè)DG中逆變器實(shí)際輸出的h次三相諧波電流控制逆變器實(shí)際輸出的h次三相諧波電壓的諧波阻抗控制方法相結(jié)合，使DG實(shí)際的等效諧波阻抗?jié)M足Z_{DGk_h_eq}?S_{DGk_remaining}下垂關(guān)系，實(shí)現(xiàn)按照DG的剩余容量分配諧波功率的目標(biāo)。本發(fā)明的控制算法更為簡(jiǎn)潔，運(yùn)算量更小，設(shè)計(jì)的DG等效諧波阻抗也更為合理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于孤島微電網(wǎng)功率分配領(lǐng)域，特別涉及一種基于諧波阻抗控制的孤島微電網(wǎng)諧波功率分配方法。

背景技術(shù)

隨著傳統(tǒng)化石能源的逐漸枯竭，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源的研究和利用越來(lái)越受到人們的重視。然而，由于可再生能源具有分散性、波動(dòng)性等固有的特點(diǎn)，所以可再生能源的轉(zhuǎn)換和利用難以通過(guò)傳統(tǒng)電網(wǎng)形式大規(guī)模消納。為了解決這個(gè)問(wèn)題，微電網(wǎng)的概念應(yīng)運(yùn)而生。微電網(wǎng)有并網(wǎng)運(yùn)行和孤島運(yùn)行兩種狀態(tài)，處于孤島運(yùn)行狀態(tài)的微電網(wǎng)稱(chēng)為孤島微電網(wǎng)。作為可再生能源發(fā)電和綜合利用的接口網(wǎng)絡(luò)，微電網(wǎng)對(duì)于可再生能源的利用效率和質(zhì)量具有至關(guān)重要的影響。同時(shí)，作為對(duì)傳統(tǒng)大電網(wǎng)的有益補(bǔ)充，微電網(wǎng)對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的可靠性和靈活性具有顯著的提升作用。鑒于微電網(wǎng)具有以上優(yōu)勢(shì)，其近年來(lái)受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界越來(lái)越廣泛的關(guān)注。世界上許多國(guó)家均已開(kāi)展了對(duì)微電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的深入研究，并建立起一批具有重要學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值的微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室和示范工程。如何構(gòu)建安全、可靠、高效的微電網(wǎng)系統(tǒng)，以及如何充分發(fā)掘微電網(wǎng)系統(tǒng)中變流器在功率傳輸、電能質(zhì)量治理方面的價(jià)值已成為目前研究微電網(wǎng)的熱點(diǎn)問(wèn)題。

在孤島微電網(wǎng)中存在大量的電力電子裝置和非線(xiàn)性、不平衡負(fù)荷，導(dǎo)致其電能質(zhì)量受到了嚴(yán)重的不利影響。在未進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的控制時(shí)，孤島微電網(wǎng)的系統(tǒng)參數(shù)變化及分布式發(fā)電單元(DG)中逆變器采用的傳統(tǒng)控制方式會(huì)使DG的等效諧波阻抗具有較大的不確定性和不合理性，進(jìn)而導(dǎo)致諧波功率分配具有較大的不確定性和不合理性，從而容易引發(fā)某些DG的過(guò)載。

已有的文獻(xiàn)中，針對(duì)孤島微電網(wǎng)中的諧波功率分配問(wèn)題，有研究人員提出多種方法。一種方法是通過(guò)對(duì)各次諧波分別構(gòu)建諧波有功、無(wú)功功率與諧波電壓頻率、幅值間的下垂關(guān)系，實(shí)現(xiàn)分配諧波功率的目標(biāo)。這種方法不僅需要精確測(cè)量各次諧波功率，控制器的設(shè)計(jì)也很復(fù)雜，運(yùn)算量也比較大。另一種方法是通過(guò)直接串聯(lián)引入虛擬諧波阻抗，可控地差異化各DG的等效諧波阻抗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分配諧波功率的目標(biāo)。然而，已有的引入虛擬諧波阻抗的方法中，用于計(jì)算各DG中引入的虛擬諧波阻抗的算法較為復(fù)雜，也需要對(duì)各次諧波功率進(jìn)行精確測(cè)量，同時(shí)所構(gòu)建的虛擬諧波阻抗的表達(dá)式會(huì)受到多個(gè)變量的影響，從而使各DG的等效諧波阻抗之間的差異無(wú)法由各DG的剩余容量之間的差異唯一決定，導(dǎo)致其在分配諧波功率上存在一定的不合理性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目在于提供一種基于諧波阻抗控制的孤島微電網(wǎng)諧波功率分配方法，在不需要通信系統(tǒng)的條件下，以較為簡(jiǎn)便的控制算法和較小的運(yùn)算量實(shí)現(xiàn)按照DG的剩余容量分配諧波功率的目標(biāo)，可以較好地克服目前已有的孤島微電網(wǎng)諧波功率分配方法中存在的需要精確測(cè)量各次諧波功率、控制算法復(fù)雜、運(yùn)算量大和虛擬諧波阻抗設(shè)計(jì)不合理等局限性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于諧波阻抗控制的孤島微電網(wǎng)諧波功率分配方法，包括以下步驟：

步驟1)，在孤島微電網(wǎng)中各DG安裝之后，測(cè)量出第k個(gè)DG對(duì)應(yīng)的基波饋線(xiàn)阻抗Z_{lk_f}和h次諧波饋線(xiàn)阻抗Z_{lk_h}；