[發(fā)明專利]一種基于能源路由器的孤島控制策略有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811623223.8 | 申請日： | 2018-12-28 |
| 公開（公告）號： | CN109830995B | 公開（公告）日： | 2021-03-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 應鴻;游鋒;沈?qū)毰d;劉闖;蔡國偉;於國芳;林琳;孔德昊 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江華云清潔能源有限公司;東北電力大學 |
| 主分類號： | H02J5/00 | 分類號： | H02J5/00;H02J3/46;H02J3/38 |
| 代理公司： | 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227 | 代理人： | 王學強 |
| 地址： | 310000 浙江省杭州*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 能源 路由器 孤島 控制 策略 | ||
1.一種基于能源路由器的孤島控制策略，能源路由器為三相結(jié)構(gòu)，每一相由上、下橋臂經(jīng)電抗器串聯(lián)組成，上、下橋臂各由多個隔離型模塊化變換器輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)組成；
所述能源路由器具有低壓直流側(cè)、高壓直流側(cè)、高壓交流側(cè)三個基本電壓端口，可實現(xiàn)各端口間能量互動；
所述能源路由器處于微電網(wǎng)之中，連接微電網(wǎng)與公用電網(wǎng)；所述能源路由器包括新能源發(fā)電裝置及儲能設(shè)備；
所述能源路由器孤島模式下具有三種基本的功率流動方式，具體為LVDC→HVDC、HVAC模式，HVDC→LVDC、HVAC模式，HVAC→LVDC、HVDC模式；通過構(gòu)建系統(tǒng)模型并確定控制變量進而提出基于V/f控制的雙環(huán)解耦控制策略；其特征在于，包括以下步驟：
步驟一：建立所述能源路由器等效數(shù)學模型，包括橋臂電壓模型、濾波電感電壓模型、線路等效電阻電壓模型、直流側(cè)支撐電容電流模型；
步驟二：在LVDC→HVDC、HVAC模式下，建立以高壓交流側(cè)電感電流為控制量的狀態(tài)方程、以高壓交流側(cè)電容電壓為控制量的狀態(tài)方程和以高壓直流側(cè)電容電壓為控制量的狀態(tài)方程；在HVDC→LVDC、HVAC模式下，建立以高壓交流側(cè)電感電流為控制量的狀態(tài)方程、以高壓交流側(cè)電容電壓為控制量的狀態(tài)方程和以低壓直流側(cè)電容電壓為控制量的狀態(tài)方程；在HVAC→LVDC、HVDC模式下,建立以高壓交流側(cè)電感電流為控制量的狀態(tài)方程、以低壓直流側(cè)電容電壓為控制量的狀態(tài)方程和以高壓直流側(cè)電容電壓為控制量的狀態(tài)方程；
步驟三：建立LVDC→HVDC、HVAC模式下各端口控制策略，應用Park變換矩陣將采集到的交流量從直角坐標系下轉(zhuǎn)換到旋轉(zhuǎn)坐標系下；將高壓交流側(cè)電容電壓d、q軸分量vd和vq與設(shè)定的期望值進行比較產(chǎn)生差值Δvd和Δvq，經(jīng)過PI控制器后減去耦合量，產(chǎn)生電流期望值，將上述電流期望值與高壓交流側(cè)電感電流d、q軸分量id和iq進行比較產(chǎn)生差值Δid和Δiq，經(jīng)過PI控制器后減去耦合量，產(chǎn)生高壓交流側(cè)調(diào)制比命令；將采集到的實時高壓直流側(cè)電容電壓VdcH與設(shè)定的期望值進行比較產(chǎn)生差值Δv，經(jīng)過PI控制器后產(chǎn)生高壓直流側(cè)調(diào)制比命令；
步驟四：建立HVDC→LVDC、HVAC模式下各端口控制策略，應用Park變換矩陣將采集到的交流量從直角坐標系下轉(zhuǎn)換到旋轉(zhuǎn)坐標系下；將高壓交流側(cè)電容電壓d、q軸分量vd和vq與設(shè)定的期望值進行比較產(chǎn)生差值Δvd和Δvq，經(jīng)過PI控制器后減去耦合量，產(chǎn)生電流期望值，將上述電流期望值與高壓交流側(cè)電感電流d、q軸分量id和iq進行比較產(chǎn)生差值Δid和Δiq，經(jīng)過PI控制器后減去耦合量，產(chǎn)生高壓交流側(cè)調(diào)制比命令；將采集到的實時低壓直流側(cè)電容電壓VdcL與設(shè)定的期望值進行比較產(chǎn)生差值Δv，經(jīng)過PI控制器后產(chǎn)生高壓直流側(cè)調(diào)制比命令；
步驟五：建立HVAC→LVDC、HVDC模式下各端口控制策略，經(jīng)鎖相環(huán)(PLL)將電網(wǎng)相位鎖到d軸，將高壓直流側(cè)電容電壓vdcH與設(shè)定的期望值進行比較產(chǎn)生差值Δvd，經(jīng)過PI控制器后，產(chǎn)生d軸電流期望值，將上述電流期望值與高壓交流側(cè)電感電流d、q軸分量id和iq進行比較產(chǎn)生差值Δid和Δiq，經(jīng)過PI控制器后減去耦合量，產(chǎn)生高壓直流側(cè)調(diào)制比命令；將采集到的實時低壓直流側(cè)電容電壓VdcL與設(shè)定的期望值進行比較產(chǎn)生差值Δv，經(jīng)過PI控制器后，產(chǎn)生d軸電流期望值，將上述電流期望值與高壓交流側(cè)電感電流d、q軸分量id和iq進行比較產(chǎn)生差值Δid和Δiq，經(jīng)過PI控制器后減去耦合量，產(chǎn)生低壓直流側(cè)調(diào)制比命令；
步驟一中對能源路由器各部分的建模具體為：
1.1橋臂電壓模型
其中，viu為第i(i＝a,b,c)相上橋臂電壓；vil為第i(i＝a,b,c)相下橋臂電壓；n為橋臂中隔離型模塊化變換器數(shù)量；D為直流調(diào)制比；d為交流調(diào)制比；VdcL為能源路由器低壓直流側(cè)電壓；
1.2濾波電感電壓模型、橋臂電感電壓模型
其中，vLs、vLr分別為濾波電感電壓、橋臂電感電壓；Ls、Lr分別為濾波電感、橋臂電感電感值；is、ir分別為濾波電感電流、橋臂電感電流；
1.3線路等效電阻電壓模型
vl＝rl·il (5)
其中，vl為線路等效電阻電壓；rl為線路等效電阻阻值；il為等效電阻電流；
1.4低壓直流側(cè)電容電流模型、高壓直流側(cè)電容電流模型、高壓交流側(cè)電容電流模型
其中，iCdcL、iCdcH、iCac分別為低壓直流側(cè)電容電流、高壓直流側(cè)電容電流、高壓交流側(cè)電容電流；CdcL、CdcH、Cac分別為對應的電容容值；ucdcL、ucdcH、ucac分別為對應電容的電壓值；
步驟二中對能源路由器各部分所列狀態(tài)方程具體為：
2.1 LVDC→HVDC、HVAC模式
結(jié)合基爾霍夫定律和公式(1)(2)，對所述能源路由器高壓交流側(cè)列KVL、KCL方程，可得如下關(guān)系：
其中，ii(i＝a,b,c)為三相交流電流；di為第i相交流調(diào)制比；L＝(Ls+Lr/2)，rl為線路等效電阻；Cac為交流側(cè)電容；rac為交流負載；
由基爾霍夫電流定律可知，高壓直流側(cè)KCL方程為：
其中，VdcH為高壓直流側(cè)電壓值；CdcH為高壓直流側(cè)電容；idcH為高壓直流側(cè)電流值；rdcH為高壓直流側(cè)負載；
2.2 HVDC→LVDC、HVAC模式
結(jié)合基爾霍夫定律和公式(1)(2)對所述能源路由器高壓交流側(cè)列KVL、KCL方程，可得如下關(guān)系：
其中，Di為第i相直流調(diào)制比；
由基爾霍夫電流定律可知，高壓直流側(cè)KCL方程為：
2.3 HVAC→LVDC、HVDC模式
結(jié)合基爾霍夫定律，對所述能源路由器高壓直流側(cè)列KVL、KCL方程，可得如下關(guān)系，
結(jié)合基爾霍夫定律，對所述能源路由器低壓直流側(cè)列KVL、KCL方程，可得如下關(guān)系，
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于浙江華云清潔能源有限公司;東北電力大學，未經(jīng)浙江華云清潔能源有限公司;東北電力大學許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201811623223.8/1.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
