[發明專利]基于改進下垂算法的用于光伏低壓微電網的功率控制方法

在審

• 申請號: 201910084657.3
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109672167A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 蘇文聰;周震塵;金濤
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種基于改進下垂算法的用于光伏低壓微電網的功率控制方法，其特征在于，提供一個包括光電池組、換流器和負載在內的兩換流器簡化電路模型，包括以下步驟：

步驟S1:構建光電池組的數學模型；

步驟S2:根據光電池組的數學模型，得到換流器的輸出電流；

步驟S3:從換流器中取出輸出電流反饋，將輸出電流反饋量乘以各自的下垂電阻，再將參考電平減去上述的乘積，得到修正的新的參考電平信號；

步驟S4:構建直流微電網的PDI算法模型；

步驟S5:根據PDI算法模型，計算參考電流；

步驟S6:將輸入電流和輸出電流用虛擬電阻表示，將輸入電流和輸出電流的PDI的方程式變換成虛擬電阻表示的函數，通過調整虛擬電阻，得到PDI算法模型的最小值；

步驟S7:若各換流器的輸出功率相同，則PDI算法輸出相等的負載電流，若此時輸出電壓誤匹配,則將輸出電壓較低的的換流器的虛擬電阻值降低至負數，從而抬升了輸出電壓較低的的換流器的輸出電壓的值；輸出電壓較高的換流器的虛擬電阻值增加，就降低了輸出電壓較高的換流器的輸出電壓的值，使負載分配達到平衡；

步驟S8:若各換流器的輸出功率不等，由各功率能得到各自的輸出參考電流，把參考電流與實際的輸出電流進行比較，如果實際電流小于參考電流，則減小下垂電阻；如果實際電流大于參考電流，則增大下垂電阻。

2.根據權利要求1所述的基于改進下垂算法的用于光伏低壓微電網的功率控制方法，其特征在于：所述步驟S1具體為：

建立光電池組的數學模型，其非線性電壓電路特性方程為：

其中，I_pv和V_pv是光電池組的輸出電流和終端電壓，I_rs是反向飽和電流，N_p是并聯的太陽能電池數，N_s是串聯的太陽能電池數，q是單位電荷量，A是二極管理想因數，k是玻爾茲曼常數,T是太陽能電池的溫度；

牛頓-拉夫遜法方程如下

其中，x_n是x在n時刻的瞬時值；

利用上述式(1)和(2)，f(x)可以表示為如下形式

其中，x可以是I_pv或者V_pv。

3.根據權利要求1所述的基于改進下垂算法的用于光伏低壓微電網的功率控制方法，其特征在于：所述步驟S2具體為：通過控制每一個換流器的參考電壓來實現需要的負載分配狀況，給每一個換流器輸出端設置一個虛擬下垂電阻R_droop1和R_droop2，當虛擬電阻變化時，參考電壓就可以得到調整，換流器的輸出電流可以表示為：

其中，R₁和R₂分別是換流器1、2所連接的電纜電阻，R_L表示負載電阻。

參考電平用下垂電阻R_droop表示為

其中，I_L表示負載電流。

4.根據權利要求3所述的基于改進下垂算法的用于光伏低壓微電網的功率控制方法，其特征在于：所述PDI算法模型具體為：直流微電網中，分布式電源相互并聯，并且依據各自的輸入功率按比例分配負載，由標準化分配電流差I_diff和輸出電壓偏移V_dev可以得到系統的PDI指標

其中,N_i表示基于額定負載電流的標準化分配電流差，N_v表示基于換流器參考電壓的標準化電壓偏移；

分配電流差和輸出電壓偏移可以表示為

其中，I_j及表示第j個換流器的參考電流、實際輸出電流和實際輸出電壓。