[發明專利]混合下垂控制與模型預測電壓控制的微網孤島控制方法

在審

• 申請號: 201810877533.6
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN108923465A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 魏海斌;郭清華;傅英;陳晶騰;易斌
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司莆田供電公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;李艾華

1.一種混合下垂控制與模型預測電壓控制的微網孤島控制方法，其特征在于，包括：

步驟S1：確定微網逆變器系統輸出的額定有功功率P₀、微網逆變器系統在頻率下降時允許輸出的最大功率P_max、電網額定角頻率ω₀、微網逆變器系統最大輸出功率P_max時允許的最小角頻率ω_min、微網逆變器系統輸出的額定無功功率Q₀、微網逆變器系統在電壓下降至最小允許值時的最大輸出無功功率Q_max、微網逆變器系統額定電壓幅值U₀、微網逆變器系統允許的最小電壓幅值U_min、直流側電壓V_dc、濾波電感值L_f、濾波電感內阻值R_f、濾波電容值C_f和電壓型兩電平微網逆變器的8種開關狀態及對應的輸出電壓矢量；

步驟S2：基于ω₀、ω_min、P_max和P₀參數求取下垂控制的下垂系數m；基于U₀、U_min、Q_max和Q₀參數求取下垂控制的下垂系數n；

步驟S3：根據所述下垂控制的下垂系數m和n獲得下垂控制方程，并求解參考電壓矢量

步驟S4：確定微網逆變器輸出電壓矢量和電流矢量，以及確定負載Z上的電壓矢量和電流矢量；

步驟S5：建立微網逆變器系統的狀態空間方程；

步驟S6：對所述狀態空間方程進行離散化，獲得微網逆變器系統負載電壓的離散數學模型；

步驟S7：對k時刻微網逆變器的輸出電流、負載電壓及負載電流進行采樣，結合k時刻兩電平微網逆變器8種開關狀態所對應的8種輸出電壓矢量，代入負載電壓的離散數學模型，獲得k+1時刻的8個負載電壓預測值；

步驟S8：將所述參考電壓矢量在α軸和β軸上的分解量與k+1時刻的8個負載電壓預測值在α軸和β軸上的分解量相比較，獲得代價函數值；

步驟S9：保存代價函數值并對其進行排序，采用使得代價函數值最小的電壓矢量所對應的開關狀態應用于k+1時刻微網逆變器的控制；

步驟S10：重復步驟S7至S10，循環預測計算并進行控制。

2.根據權利要求1所述的混合下垂控制與模型預測電壓控制的微網孤島控制方法，其特征在于，所述下垂系數m和n的計算方式如下：

3.根據權利要求2所述的混合下垂控制與模型預測電壓控制的微網孤島控制方法，其特征在于，下垂控制方程的表示如下：

其中，P表示有功功率，Q表示無功功率。

4.根據權利要求1所述的混合下垂控制與模型預測電壓控制的微網孤島控制方法，其特征在于，所述微網逆變器輸出電壓矢量和電流矢量，負載Z上的電壓矢量和電流矢量的表示如下：

其中：v_aN、v_bN、v_cN分別為微網逆變器A、B、C三相輸出端相對于N點的電壓；i_a、i_b、i_c分別為微網逆變器輸出的A、B、C三相微網電流；v_al、v_bl、v_cl分別為負載端的A、B、C三相電壓；i_al、i_bl、i_cl分別為流過負載的A、B、C三相電流；a為旋轉矢量，特別地，j為復數虛部。

5.根據權利要求4所述的混合下垂控制與模型預測電壓控制的微網孤島控制方法，其特征在于，所述微網逆變器系統的狀態空間方程表示如下：

其中：