[發(fā)明專利]一種可提供無功支撐的微電網(wǎng)并網(wǎng)控制系統(tǒng)

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• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN109066816A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳鳴;徐明昊;麥倩屏
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50
• 代理公司: 廣州新諾專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44100
• 代理人: 張玲春

本發(fā)明提供了一種可提供無功支撐的微電網(wǎng)并網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括含有儲能裝置和其他微源的微電網(wǎng)、配電網(wǎng)、檢測采集模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和儲能單元控制模塊，所述微源和儲能單元經(jīng)過直流變換器、逆變器、濾波器于并網(wǎng)點連接于配電網(wǎng)上。本發(fā)明提供的微電網(wǎng)并網(wǎng)控制系統(tǒng)利用儲能裝置的無功調(diào)節(jié)能力來實現(xiàn)快速有效的動態(tài)無功支撐，確保并網(wǎng)點電壓保持在安全要求范圍內(nèi)，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性和供電可靠性，突顯微電網(wǎng)自身的靈活性；控制模塊中的自抗擾控制技術(shù)具有較好的控制品質(zhì)、良好的抗干擾能力和很好的魯棒性，使無功支撐控制具有超調(diào)小、響應(yīng)速度快、控制精度高等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運行控制領(lǐng)域，具體涉及一種可提供無功支撐的微電網(wǎng)并網(wǎng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在能源需求和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力下，以光伏、風(fēng)力發(fā)電為代表的分布式電源得到快速發(fā)展。作為分布式電源的有效利用工具，微電網(wǎng)技術(shù)也成為了當(dāng)前的研究熱點。光儲微電網(wǎng)與配電網(wǎng)并網(wǎng)運行，當(dāng)光照等環(huán)境條件改變、用電負(fù)荷變化以及出現(xiàn)短路等故障時，都會引起公共連接點(PCC)電壓的明顯波動，嚴(yán)重時甚至?xí)霈F(xiàn)電壓越限，此時需要電力補(bǔ)償設(shè)備迅速調(diào)節(jié)聯(lián)絡(luò)線潮流，向電網(wǎng)注入或從電網(wǎng)吸收一定的無功功率，對失穩(wěn)電壓進(jìn)行支撐，保持并網(wǎng)點電壓在要求范圍內(nèi)，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性和供電可靠性。

傳統(tǒng)的方法是投入SVG和SVC等無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行固定的無功補(bǔ)償，但這會增加投入成本且難以實現(xiàn)并網(wǎng)點電壓的動態(tài)調(diào)節(jié)。目前也有提出利用光伏并網(wǎng)逆變器的無功功率調(diào)節(jié)能力來提供無功支撐，但光伏逆變器受其容量的限制，在有功滿發(fā)時無功輸出能力較弱；且光伏逆變器易受太陽光間歇性、隨機(jī)性特點的影響，無法提供快速穩(wěn)定的電壓支撐。

微電網(wǎng)中的儲能系統(tǒng)正好具備快速的不易受影響的無功調(diào)節(jié)能力，可以作為微網(wǎng)系統(tǒng)的有效無功源，實現(xiàn)無功支撐控制。目前對儲能逆變器的常用控制方法為PI控制器，但PI控制器依賴于被控對象的精確模型，其好的動態(tài)品質(zhì)余度不大，需根據(jù)環(huán)境變化經(jīng)常調(diào)整增益，且具有超調(diào)與快速性之間的固有矛盾，所以在強(qiáng)干擾及非線性系統(tǒng)控制中難以獲得滿意的控制效果。自抗擾控制技術(shù)是中科院研究員韓京清先生針對PID控制器缺點提出的一種非線性魯棒控制技術(shù)，它具有良好的抗干擾能力和控制效果，不受被控對象模型和周圍環(huán)境變化的影響，在未知強(qiáng)非線性和不確定強(qiáng)干擾作用下仍能保證控制精度,顯示出良好的工程應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供可實現(xiàn)無功支撐的微電網(wǎng)并網(wǎng)控制系統(tǒng)，保持并網(wǎng)點電壓在安全要求范圍內(nèi)，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性和供電可靠性。

為此，本發(fā)明提供了一種可提供無功支撐的微電網(wǎng)并網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括含有儲能裝置的微電網(wǎng)和含有微源的微電網(wǎng)、配電網(wǎng)、檢測采集模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和儲能單元控制模塊，所述微源和儲能單元分別經(jīng)過直流變換器、逆變器、濾波器于并網(wǎng)點連接于所述配電網(wǎng)上；

所述檢測采集模塊用于采集所述儲能單元與配電網(wǎng)連接的并網(wǎng)點的三相交流電壓和三相交流電流；

所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器與所述檢測采集模塊連接，用于根據(jù)所述并網(wǎng)點處的三相交流電壓和三相交流電流計算出所述并網(wǎng)點電流的直流信號和并網(wǎng)點電壓的實時有效值；

所述儲能單元控制模塊在所述并網(wǎng)點電壓的實時有效值超出要求范圍時，控制所述儲能裝置運行在無功支撐控制模式下，向所述電網(wǎng)注入或從所述電網(wǎng)吸收無功功率，使得所述并網(wǎng)點的電壓穩(wěn)定在所述要求范圍之內(nèi)；在所述并網(wǎng)點電壓的實時有效值位于所述要求范圍時，控制所述儲能裝置運行在恒定電流模式下，保持所述儲能裝置輸出電流恒定，不影響所述并網(wǎng)點的電壓。

優(yōu)選地，所述檢測采集模塊包括電壓傳感器和電流傳感器，所述電壓傳感器連接于所述并網(wǎng)點，用于采集所述儲能單元與配電網(wǎng)連接的并網(wǎng)點的三相交流電壓；所述電流傳感器連接于所述并網(wǎng)點，用于采集所述儲能單元與配電網(wǎng)連接的并網(wǎng)點的三相交流電流。