[發明專利]一種基于自抗擾控制的光儲微網系統及無功支撐控制方法

在審

• 申請號: 201810746452.2
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN109066817A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 陳鳴;麥倩屏;徐明昊
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50;H02J3/38
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 張玲春

1.一種基于自抗擾控制的光儲微網系統，其特征在于：包括含有儲能裝置的微電網和含有微源的微電網、配電網、檢測采集模塊、數據轉換器和儲能單元控制模塊，所述微源和儲能單元分別經過直流變換器、逆變器、濾波器于并網點連接于所述配電網上；

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

所述數據轉換器與所述檢測采集模塊連接，用于根據所述并網點處的三相交流電壓和三相交流電流計算出所述并網點電流的直流信號和并網點電壓的實時有效值；所述數據轉換器將所述并網點處的三相交流電壓和三相交流電流通過三相靜止坐標系變換至兩相同步旋轉坐標系，得到所述儲能裝置在并網點電流的直流信號和并網點電壓的實時有效值；

所述儲能單元控制模塊在所述并網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，向所述電網注入或從所述電網吸收無功功率，使得所述并網點的電壓穩定在所述要求范圍之內；在所述并網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。

2.如權利要求1所述的基于自抗擾控制的光儲微網系統，其特征在于：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點，用于采集所述儲能單元與配電網連接的并網點的三相交流電壓；所述電流傳感器連接于所述并網點，用于采集所述儲能單元與配電網連接的并網點的三相交流電流。

3.如權利要求1任一項所述的基于自抗擾控制的光儲微網系統，其特征在于：所述儲能單元控制模塊中所述的安全要求范圍為系統額定電壓的±7％；所述儲能單元控制模塊包括電流控制內環和并網點電壓控制外環，所述電流控制內環用于跟蹤電流參考值，所述電流參考值包括第一分量和第二分量，所述并網點電壓控制外環用于獲取所述電流參考值的第二分量。

4.如權利要求3所述的基于自抗擾控制的光儲微網系統，其特征在于，所述電流控制內環包括：

第一自抗擾控制器，輸入端與所述檢測采集模塊的輸出端連接，輸出端與所述坐標轉換器的輸入端連接，所述第一自抗擾控制器接收所述直流信號的第一分量和電流參考值的第一分量，輸出第一控制信號；

第二自抗擾控制器，輸入端與所述并網點電壓控制外環和所述檢測采集模塊的輸出端連接，輸出端與所述坐標轉換器的輸入端連接，所述第二自抗擾控制器的輸入端接收所述直流信號的第二分量和所述并網點電壓控制外環輸出的電流參考值的第二分量，輸出第二控制信號；

坐標轉換器，輸出端與所述SPWM調制器，所述坐標轉換器將所述第一控制信號和第二控制信號進行坐標轉換后輸出SPWM調制波信號；

SPWM調制器，輸出端與三相電壓源型逆變器的控制端連接，所述SPWM調制器將所述SPWM調制波信號和三角載波進行雙極性調制得到全控型功率器件的占空比信號，所述三相逆變器的控制端接收所述占空比信號，經功率驅動電路放大后輸出觸發脈沖控制功率開關電路的開通與關斷，以實現對所述電流參考值的跟蹤控制。

5.如權利要求4所述的基于自抗擾控制的光儲微網系統，其特征在于：所述并網點電壓控制外環包括第三自抗擾控制器，所述第三自抗擾控制器的輸入端與所述檢測采集模塊的輸出端連接，輸出端與所述電流控制內環的第二自抗擾控制器的輸入端連接，所述第三自抗擾控制器接收所述并網點電壓的實時有效值和電壓參考值，輸出所述電流參考值的第二分量。

6.如權利要求5所述的基于自抗擾控制的光儲微網系統，其特征在于：所述并網點電壓控制外環還包括限幅模塊，所述限幅模塊的輸入端與所述第三自抗擾控制器的輸出端連接，輸出端與所述電流控制內環的第二自抗擾控制器的輸入端連接，所述限幅模塊根據下式對所述電流參考值的第二分量進行限幅：

其中，i_q為所述電流直流信號的第二分量，U_dc為直流母線電壓，u_dg為并網點電壓的d軸分量(q軸分量為0)，ω為電網電壓矢量的角速度，L為濾波電感值，R為濾波電感等效電阻；

將限幅后的所述電流參考值的第二分量輸入到所述第二自抗擾控制器的輸入端。