[發明專利]一種基于電流內環控制的微電網孤島判斷方法和裝置

有效

• 申請號: 201710683545.0
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107390067B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 閆濤;牛萌;王彩冉;渠展展;惠東;張明霞;徐少華;陳繼忠;劉志波;袁曉冬;楊雄
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網江蘇省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于電流內環控制的微電網孤島判斷方法，其特征在于，包括：

根據并網點的相電壓和逆變器輸出的相電流計算逆變器輸出的d軸電壓分量和q軸電壓分量；

根據逆變器輸出的d軸電壓分量和q軸電壓分量確定逆變器系統的特征方程；

若特征方程的系數不滿足預設的微電網穩定判據，則判定微電網發生孤島；

所述根據并網點的相電壓和逆變器輸出的相電流計算逆變器輸出的d軸電壓分量和q軸電壓分量包括：

根據并網點的相電壓得到如下式的兩相同步坐標系上的d軸電壓分量和q軸電壓分量：

其中，e_d表示兩相旋轉坐標系上的d軸電壓分量，e_q表示兩相旋轉坐標系上的q軸電壓分量，e_a、e_b、e_c分別表示并網點的a、b、c相電壓，θ為微電網a相電壓矢量角；

根據逆變器輸出的相電流得到如下式的兩相旋轉坐標系上的d軸電流分量和q軸電流分量：

其中，i_d表示兩相旋轉坐標系上的d軸電流分量，i_q表示兩相旋轉坐標系上的q軸電流分量，i_a、i_b、i_c分別表示逆變器輸出的a、b、c相電流；

根據e_d、e_q、i_d、i_q確定逆變器輸出的d軸電壓分量和q軸電壓分量；

所述根據e_d、e_q、i_d、i_q確定逆變器輸出的d軸電壓分量和q軸電壓分量包括：

根據e_d、e_q、i_d、i_q計算如下式的微電網吸收的有功功率和無功功率：

其中，P、Q分別表示微電網吸收的有功功率和無功功率；

根據P、Q確定逆變器輸出的d軸電壓分量和q軸電壓分量；

所述根據P、Q確定逆變器輸出的d軸電壓分量和q軸電壓分量包括：

根據P、Q計算如下式的兩相旋轉坐標系上d軸電流期望值和q軸電流期望值：

其中，表示兩相旋轉坐標系上d軸電流期望值，表示兩相旋轉坐標系上q軸電流期望值，k_pp、k_ip分別為有功功率環的比例系數和積分系數，k_pq、k_iq分別表示無功功率環的比例系數和積分系數，P^*、Q^*分別表示有功功率期望值和無功功率期望值；

根據確定逆變器輸出的d軸電壓分量和q軸電壓分量；

所述根據確定逆變器輸出的d軸電壓分量和q軸電壓分量包括：

根據計算如下式的逆變器輸出的d軸電壓分量和q軸電壓分量：

其中，u_d'表示逆變器輸出的d軸電壓分量，u_q'表示逆變器輸出的q軸電壓分量，K表示增益系數，e表示微電網電壓幅值，e*表示微電網電壓額定值，ω表示微電網電壓角頻率，L表示濾波電感與線路電感的總和，Δu_d表示逆變器輸出的d軸電壓變化量，Δu_q表示逆變器輸出的q軸電壓變化量，且Δu_d和Δu_q分別滿足：

其中，k_p1、k_i1分別為電流環d軸的比例系數和積分系數，k_p2、k_i2分別為電流環q軸的比例系數和積分系數；

所述根據逆變器輸出的d軸電壓分量和q軸電壓分量確定逆變器系統的特征方程包括：

建立如下式的逆變器在兩相旋轉坐標系上的數學模型：

其中，R表示線路電阻與濾波電感的電阻之和；

根據u_d'、u_q'和逆變器在兩相旋轉坐標系上的數學模型得到如下式的兩相旋轉坐標系下d軸電流復數量和q軸電流復數量：

其中，I_d(s)表示兩相旋轉坐標系下d軸電流復數量，I_q(s)表示兩相旋轉坐標系下q軸電流復數量，s表示拉普拉斯算子，E(s)表示微電網電壓幅值的復數量，且微電網發生孤島時，滿足其中|G(jω)|表示負載阻抗，j表示復數單位，E(s)如下式：

根據式(9)得到如下式的逆變器系統的特征方程：

即：

a₄s⁴+a₃s³+a₂s²+a₁s+a₀＝0 (11)

其中，a₀、a₁、a₂、a₃、a₄表示逆變器系統特征方程的系數，且：