[發明專利]一種微電網電能質量分布式協調治理方法

在審

• 申請號: 201710687070.2
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107332261A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 吳麗珍;雷艾虎;郝曉弘;蔣力波;王曉婷;劉騰飛
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/01;H02J3/18;H02J3/38
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 談杰

技術領域

本發明屬于電學領域，尤其涉及一種微電網電能質量分布式協調治理方法。

背景技術

微電網(Microgrid，MG)作為分布式電源(Distributed Generators，DGs)的有效載體，主要是由多種可再生能源、儲能裝置、本地負荷以及監控保護裝置組成。微電網技術的發展，為就地消納可再生能源提供了有效的途徑，將多種分布式電源、儲能等結合在一起形成一個小型的發配電系統，可運行于并網和孤島兩種模式，大大的提高了可再生能源的利用率和供電可靠性，是發揮可再生能源效益的最有效方式。

在由三相逆變型微源構成的微電網中，當公共耦合點(Point of Common Coupling，PCC)上連接三相不平衡負載時，將會導致微電網支撐電壓出現三相不平衡，致使微電網系統的穩定性和可靠性降低。當微電網PCC點電壓存在嚴重不平衡時，甚至會影響感應電機、電力電子變換裝置等的正常工作。國際電工委員會(IEC)規定電力系統中，PCC點正常電壓不平衡度允許值為2％，短時不超過4％；且接于公共母線上的每個用戶，引起該點正常電壓不平衡度允許值一般為1.3％。因此，微電網電壓不平衡補償極其重要。此外，除不平衡負載外，非線性負載引起的諧波問題給微電網的電能質量治理帶來了巨大挑戰。

為了解決上述非線性不平衡負載給微電網系統正常運行帶來的電能質量問題，現有電壓不平衡補償主要是通過串聯電能質量調節器，向線路注入負序電壓來實現。而采用上述方法雖然能夠提高微電網PCC點的電能質量，但分布式電源的輸出電壓會產生嚴重的畸變，且無法對PCC點電流諧波進行有效治理。因此，既能實現公共耦合點電壓不平衡補償，同時兼顧分布式電源的輸出電壓質量，將是一種非常有意義的解決方法。

目前，現有技術中與本發明申請相關的內容主要有：中國專利文獻CN104836258公開了一種兼具電壓不平衡補償和諧波抑制的微電網多逆變器控制方法。該方法通過集中控制器對公共母線電壓進行采集并計算其不平衡因數向量以及特征次諧波分量正負序補償參考向量，進而產生電壓調節參考向量，通過逆變器電壓電流控制實現公共母線電壓不平衡補償和諧波抑制。但是，當微電網PCC點電壓嚴重不平衡時，該方法對DG的補償能力要求較高，當對PCC點電壓進行補償后，DG端的電壓質量較低。中國專利文獻CN103715704A公開了一種微電網公共母線電壓不平衡抑制方法，該方法對微電網公共母線負序電壓直接補償，然而，當微電網連接有非線性不平衡負載時會產生大量的諧波，該方法對諧波不能夠很好的抑制，所以該方法不適用于同時接有三相不平衡負載和非線性負載的微電網系統。中國專利文獻CN103368191B公開了一種微電網多逆變器并聯電壓不平衡補償方法。該方法包括功率下垂控制、電壓電流環以及不平衡補償環三部分，能夠實現各DG間的有功、無功精確分配。然而，該方法不能夠直接表達公共母線上的運行環境，因此，該方法還需要進一步改進和完善。此外，該方法并沒有考慮微電網系統連接非線性負載時產生的諧波問題。

綜上所述，現有技術中并沒有徹底解決兼顧微電網公共耦合點電壓不平衡補償及逆變器輸出電壓質量的技術難題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種對PCC點電壓補償的同時，保證逆變器輸出電壓具有較高電壓質量的微電網電能質量分布式協調治理方法。

為解決上述問題，本發明所述的一種微電網電能質量分布式協調治理方法，包括以下步驟：

一種微電網電能質量分布式協調治理方法，其特征在于：包括多逆變型分布式電源并聯的孤島微電網系統，所述多逆變型分布式電源并聯的孤島微電網系統包括若干個分布式發電單元、有源電力濾波器APF、分布式二次控制器、采樣計算模塊、DG母線、公共耦合點PCC、非線性不平衡負載、線性負載；所述若干分布式發電單元之間并聯連接，所述若干分布式發電單元通過饋線連接所述DG母線，所述APF、所述采樣計算模塊、所述非線性不平衡負載及所述線性負載連接在所述DG母線與所述公共耦合點PCC之間，所述分布式二次控制器與所述采樣計算模塊連接，所述分布式發電單元包括依次連接的直流微源、三相全橋逆變電路、LC濾波電路、饋線，所述分布式發電單元還包括本地控制器、驅動保護模塊，所述LC濾波電路與所述本地控制器連接；

所述采樣計算模塊對所述PCC點電壓進行采樣處理和計算，并將輸出量通過低帶寬通信傳輸至所述分布式二次控制器中，所述分布式二次控制器將產生的補償參考值傳送至所述本地控制器中，所述本地控制器輸出量通過驅動保護模塊驅動所述三相全橋逆變電路中的功率管的開通與關斷，具體步驟包括：