[發明專利]一種低壓直流微電網的并網控制策略

在審

• 申請號: 201811111204.7
• 申請日: 2018-09-22
• 公開（公告）號: CN109193794A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 張良;陳康;呂玲;馬歡歡;池圣斌;蔡國偉
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: H02J3/40
• 分類號: H02J3/40
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

本發明是一種低壓直流微電網的并網控制策略，其特征是，它包括：逆變器下垂控制模型的建立、基于下垂控制的并網欲同步控制算法的建立和欲同步控制算法流程的內容，經過仿真分析，逆變器在電壓電流雙閉環控制作用下，輸出電壓嚴格遵循參考值，并且逆變器輸出側所接的LC濾波器濾除了高次諧波，改善了電壓質量，嚴格遵循正弦輸出。并網操作時，微網逆變器輸出電壓在極短的時間內便追蹤主網電壓并達到完全同步協調運行，過程沒有出現電壓震蕩和沖擊電流，實現了準確的并網操作，驗證了該算法的有效性。具有科學合理，適用性強，控制準確等優點。

技術領域

本發明涉及低壓直流微電網技術領域，是一種低壓直流微電網的并網控制策略，能夠使低壓直流微電網通過逆變器變換為三相交流電,并達到并網的條件。

背景技術

在用電側需求接近的情況下，分布式發電相比集中式發電具有傳輸損耗小，能源利用率高等優點。微電網是由分布式電源、用電負荷、配電設施、監控和保護裝置等組成的小型發配用電系統。微電網按結構可分為直流微電網，交流微電網和交直流混合微電網。微網有孤島和并網兩種運行模式。微網在并網過程中，由于電壓峰值、頻率和相位的偏差，若直接并網，會引起巨大的沖擊電流，對微網和主網的安全穩定運行造成很大的損害。在傳統鎖相技術條件下，針對并網操作時對主網電壓鎖相并使逆變器輸出電壓跟蹤主網電壓，存在較大的時延和不穩定因素，影響并網操作的安全性和穩定性，所以在實施并網合閘前，必須對微網進行預同步控制，以實現微網電壓完全跟蹤主網電壓。

本專利面向低壓直流微電網，在三相電壓源型逆變器拓撲結構下，提出了一種微網逆變器并網預同步控制算法，該控制算法以下垂控制為基礎，控制微網逆變器輸出電壓對電網電壓相位的追蹤與同步，實現微網孤島模式和并網模式的安全切換。

發明內容

本發明的目的是提供一種科學合理，適用性強，控制準確的低壓直流微電網的并網控制策略，使得直流微電網所接逆變器的輸出電壓完全跟蹤主網，完成準確的并網控制。

本發明的目的是由以下技術方案來實現的：一種低壓直流微電網的并網控制策略，其特征是，它包括的內容有：

1)逆變器下垂控制模型的建立

利用PARK變換將逆變器輸出的abc三相靜止坐標量變換成dq兩相旋轉坐標量，將三相輸出電壓v_oabc和三相輸出電流i_oabc變換成dq兩相電流v_od、v_oq和i_od、i_oq，利用式(1)計算瞬時有功、無功功率，

為消除瞬時功率中的高頻紋波，提高輸出功率的穩定性，式(1)得到的瞬時功率還需要通過低通濾波器得到其平均功率，作為P-f和Q-V下垂控制模塊的功率輸入信號量，平均有功和無功功率計算為式(2)，其中ω_c為低通濾波器的截止頻率，

通過P-f和Q-V下垂特性計算得到參考電壓幅值V_ref和相角θ，經電壓合成環節得到三相靜止坐標系的參考電壓V_{abc_ref}，再經過PARK變換后作為電壓電流雙閉環控制環節的輸入參考電壓V_dref和V_qref；

采用電壓外環，電流內環的控制結構，通過比例積分控制器以消除電壓、電流偏差，比例系數為K_I，電流內環的開環傳遞函數為式(3)，

T_I為電流采樣時間常數，采用比例積分控制器進行校正，電壓外環開環傳遞函數為式(4)，