[發明專利]一種適用于交直流混合微電網的雙向DC-AC變換器的控制方法

在審

• 申請號: 201810098533.6
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108199380A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 張杰;許誠;彭瑞;章子涵;王琪;柳慧梅;鄭逸凡;李鴻亮;李明陽
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

1.一種適用于交直流混合微電網的雙向DC-AC變換器的控制方法，其特征是，針對交直流混合微電網中存在功率不平衡問題，對電壓波動實行分區控制；分為離網和并網兩種狀態，并網狀態下，根據直流母線電壓偏差值進行分區，然后對不同區間采用不同的下垂斜率；在離網狀態下，考慮交流子微網與直流子微網的能量供給、負荷消耗選擇工作模式，同時采用多斜率的下垂控制；以實現交直流混合微電網的分區域曲線動態下垂控制。

2.如權利要求1所述的適用于交直流混合微電網的雙向DC-AC變換器的控制方法，其特征是，所述控制方法包括以下步驟：

步驟1、根據雙向DC-AC變換器的傳感器單元判斷微電網處于并網狀態或離網狀態；

步驟2、通過直流子微網穩定條件判斷微電網并網狀態下的穩定狀態；通過直流子微網和交流子微網穩定條件判斷微電網離網狀態下的穩定狀態；

步驟3、分別確定并網狀態下和離網狀態下雙向DC-AC變換器的工作模式，選擇對應的下垂系數；

步驟4、將步驟1所得并網或離網狀態，步驟3確定的工作模式及所選擇的下垂系數作為控制器的參考信號輸入控制單元，進入電流控制器和SPWM控制器，輸出PWM波控制開關管的通斷，通過對雙向DC-AC變換器進行控制，實現對交直流混合微電網的控制。

3.如權利要求2所述的適用于交直流混合微電網的雙向DC-AC變換器的控制方法，其特征是，并網狀態直流子微網穩定條件的判斷、工作模式的確定及下垂系數的選擇包括：

1)、直流子微網穩定的判斷條件，根據微電網中直流母線電壓與功率的約束關系，設定閾值電壓U_H1和U_L1，直流母線電壓額定值U_ref，直流母線實際電壓U，實際電壓與額定電壓的偏差為ΔU＝U-U_ref，若ΔU>0，直流子微網功率過剩；若ΔU<0，則直流子微網發生功率缺額；

2)、劃分工作模式選擇下垂系數，根據直流母線電壓進行分區，ΔU<0時，雙向DC-AC變換器工作于整流模式；ΔU>0時，雙向DC-AC變換器工作于逆變模式；當U<U_L1或U>U_H1時，選定下垂系數β；當U_L1<U<U_H1時，采用的下垂系數為α。

4.如權利要求3所述的適用于交直流混合微電網的雙向DC-AC變換器的控制方法，其特征是，離網狀態直流子微網和交流子微網穩定條件的判斷、工作模式的確定及下垂系數的選擇包括：

(1)、直流子微網穩定條件的判斷同步驟1)；交流子微網穩定條件的判斷則根據交流子微網中存在的約束條件P-f、Q-U，隨著微源提供的有功功率P增大，電壓頻率f會上升；微源提供的無功功率的增多，則電壓U_ac會升高；

(2)、確定工作模式，當時，減小各微源的輸出功率；當雙向DC-AC變換器工作于整流模式；當雙向DC-AC變換器工作在逆變模式；當則需要考慮切除部分負載；為交流側負載所消耗的有功，P_ac為交流子微網所提供的有功；P_dc為直流子微網所能提供的有功功率；為直流側負載消耗功率；

(3)、選擇下垂系數，交流子微網的約束條件P-f與Q-U的下垂特性方程為：

式中f為交流母線電壓頻率，f_n為額定頻率，P′_ac為交流子微網輸出功率，P_n為交流子微網輸出額定功率，U_ac為交流母線上電壓值，E₀為交流電壓額定值，Q′為交流子微網輸出無功；a，b為相對應下垂系數。