[發(fā)明專利]微網(wǎng)電壓控制方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910110827.0
• 申請(qǐng)日: 2019-02-12
• 公開（公告）號(hào): CN109713678B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張濤;李紹輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 易事特集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/12
• 分類號(hào): H02J3/12
• 代理公司: 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 崔明思

1.一種微網(wǎng)電壓控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

獲取各濾波電感電流I_Li-abc、各濾波電容電壓U_Ci-abc和各逆變器的輸出電流I_Oi-abc；

根據(jù)所述各逆變器的輸出電流I_Oi-abc計(jì)算各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi和前饋無功電流I_q-PCSi；

所述前饋有功電流I_d-PCSi用于調(diào)節(jié)各逆變器輸出電壓的頻率至額定值，所述前饋無功電流I_q-PCSi用于調(diào)節(jié)各逆變器輸出電壓的幅值至額定值；所述計(jì)算各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi和前饋無功電流I_q-PCSi包括計(jì)算各逆變器的總的輸出電流有功電流下垂系數(shù)m_i^*和無功電流下垂系數(shù)n_i^*；

根據(jù)所述各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi和前饋無功電流I_q-PCSi、各濾波電感電流I_Li-abc和各濾波電容電壓U_Ci-abc計(jì)算驅(qū)動(dòng)脈沖，所述驅(qū)動(dòng)脈沖用于調(diào)節(jié)所述各逆變器輸出電壓至額定電壓；若各逆變器的有功電流下垂系數(shù)m_i^*和無功電流下垂系數(shù)n_i^*都一致，將總的輸出電流均分作為各逆變器的前饋；若各逆變器的有功電流下垂系數(shù)m_i^*和無功電流下垂系數(shù)n_i^*不一致，則定給各逆變器的前饋將不一樣；

所述根據(jù)所述各逆變器的輸出電流I_Oi-abc計(jì)算各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi和前饋無功電流I_q-PCSi，包括：

根據(jù)電流下垂系數(shù)計(jì)算各逆變器的前饋有功電流分配系數(shù)α_d-ωi和前饋無功電流分配系數(shù)α_q-ωi；

根據(jù)所述各逆變器的輸出電流I_Oi-abc和各逆變器的前饋有功電流分配系數(shù)α_d-ωi計(jì)算各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi；

根據(jù)所述各逆變器的輸出電流I_Oi-abc和各逆變器的前饋無功電流分配系數(shù)α_q-ωi計(jì)算各逆變器的前饋無功電流I_q-PCSi；

所述前饋有功電流I_d-PCSi和前饋無功電流I_q-PCSi分別為：

其中，I_d-PCSi代表第i臺(tái)逆變器的前饋有功電流，I_q-PCSi代表第i臺(tái)逆變器的前饋無功電流，α_d-ωi代表第i臺(tái)逆變器的前饋有功電流分配系數(shù)，α_q-ωi代表第i臺(tái)逆變器的前饋無功電流分配系數(shù)，I_Odi代表總的輸出電流的有功分量，I_Oqi代表總的輸出電流的無功分量，N代表逆變器的總數(shù)；

所述根據(jù)電流下垂系數(shù)計(jì)算各逆變器的前饋有功電流分配系數(shù)α_d-ωi和前饋無功電流分配系數(shù)α_q-ωi，包括：

根據(jù)所述電流下垂系數(shù)的有功電流下垂系數(shù)m_i^*計(jì)算所述各逆變器的前饋有功電流分配系數(shù)α_d-ωi；

根據(jù)所述電流下垂系數(shù)的無功電流下垂系數(shù)n_i^*計(jì)算所述各逆變器的前饋無功電流分配系數(shù)α_q-ωi；

所述前饋有功電流分配系數(shù)α_d-ωi和所述前饋無功電流分配系數(shù)α_q-ωi分別為：

其中，m_i^*代表第i臺(tái)逆變器的有功電流下垂系數(shù)，n_i^*代表第i臺(tái)逆變器的無功電流下垂系數(shù)；

所述根據(jù)所述各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi和前饋無功電流I_q-PCSi、各濾波電感電流I_Li-abc和各濾波電容電壓U_Ci-abc計(jì)算驅(qū)動(dòng)脈沖，包括：

將三相所述各濾波電感電流I_Li-abc轉(zhuǎn)換為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸分量I_Ldi和q軸分量I_Lqi，基于d軸分量I_Ldi和q軸分量I_Lqi，計(jì)算所述各濾波電感電流的d軸正負(fù)序分量I_Ldi^+-和q軸正負(fù)序分量I_Lqi^+-；同時(shí)，將三相所述各濾波電容電壓U_Ci-abc轉(zhuǎn)換為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸分量U_Cdi和q軸分量U_Cqi，并基于d軸分量U_Cdi和q軸分量U_Cqi，計(jì)算所述各濾波電容電壓的d軸正序分量U_Cdi⁺和q軸正序分量U_Cqi⁺；

根據(jù)所述各濾波電感電流的d軸正負(fù)序分量I_Ldi^+-、q軸正負(fù)序分量I_Lqi^+-，所述各濾波電容電壓的d軸正序分量U_Cdi⁺、q軸正序分量U_Cqi⁺、各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi和前饋無功電流I_q-PCSi，計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)脈沖；

所述根據(jù)所述各濾波電感電流的d軸正負(fù)序分量I_Ldi^+-、q軸正負(fù)序分量I_Lqi^+-，所述各濾波電容電壓的d軸正序分量U_Cdi⁺、q軸正序分量U_Cqi⁺、各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi和前饋無功電流I_q-PCSi，計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)脈沖，包括：

基于所述各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi、前饋無功電流I_q-PCSi和所述各濾波電感電流的d軸正序分量I_Ldi⁺、q軸正序分量I_Lqi⁺，計(jì)算出各逆變器輸出電壓參考頻率w_i^*和參考電壓幅值E_i^*；

所述基于所述各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi、前饋無功電流I_q-PCSi和所述各濾波電感電流的d軸正序分量I_Ldi⁺、q軸正序分量I_Lqi⁺，計(jì)算出各逆變器輸出電壓參考頻率w_i^*和參考電壓幅值E_i^*，包括：將獲取到的各逆變器輸出的額定有功電流I_d0i與各逆變器的所述前饋有功電流I_d-PCSi相加，再與各濾波電感電流的d軸正序分量I_Ldi⁺相減后乘以各逆變器的有功電流下垂系數(shù)m_i^*，得到各逆變器輸出電壓的頻率偏差Δw_i，將得到的各逆變器輸出電壓的頻率偏差Δw_i與各逆變器的輸出電壓的額定頻率w_oi相加，得到各逆變器輸出電壓參考頻率w_i^*、得到各逆變器輸出電壓參考幅值E_i^*；

通過所述參考電壓幅值E_i^*和各濾波電容電壓的d軸正序分量U_Cdi⁺、q軸正序分量U_Cqi⁺，計(jì)算出各逆變器的d軸電流指令I(lǐng)_drefi和q軸電流指令I(lǐng)_qrefi；

所述通過所述參考電壓幅值E_i^*和各濾波電容電壓的d軸正序分量U_Cdi⁺、q軸正序分量U_Cqi⁺，計(jì)算出各逆變器的d軸電流指令I(lǐng)_drefi和q軸電流指令I(lǐng)_qrefi，包括：將獲取到的各逆變器輸出電壓參考幅值E_i^*與各濾波電容電壓的d軸正序分量U_Cdi⁺相減后乘以各逆變器的等效電阻R_i，再與各濾波電容電壓的q軸正序分量U_Cqi⁺與各逆變器的等效感抗w_i^*L_i的乘積相減，然后再與相乘，得到各逆變器的d軸電流指令I(lǐng)_drefi、各逆變器的q軸電流指令I(lǐng)_qrefi；

對(duì)所述參考頻率w_i^*進(jìn)行積分得到輸出電壓的相位參考值θ_i；

根據(jù)所述輸出電壓的相位參考值θ_i，所述各逆變器的d軸電流指令I(lǐng)_drefi、q軸電流指令I(lǐng)_qrefi和所述各濾波電感電流的d軸正負(fù)序分量I_Ldi^+-、q軸正負(fù)序分量I_Lqi^+-，計(jì)算出所述驅(qū)動(dòng)脈沖。

2.一種微網(wǎng)電壓控制系統(tǒng)，與多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)相連，所述多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)包括若干個(gè)并聯(lián)的逆變器，所述逆變器包括依次連接的直流微源、逆變橋、濾波電感、濾波電容，所述濾波電容通過線路阻抗與負(fù)荷相連，其特征在于，包括：

采樣電路，用于獲取各濾波電感電流I_Li-abc、各濾波電容電壓U_Ci-abc和各逆變器的輸出電流I_Oi-abc；

負(fù)荷電流采樣預(yù)測電路，用于根據(jù)所述各逆變器的輸出電流I_Oi-abc計(jì)算各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi和前饋無功電流I_q-PCSi；所述前饋有功電流I_d-PCSi用于調(diào)節(jié)各逆變器輸出電壓的頻率至額定值，所述前饋無功電流I_q-PCSi用于調(diào)節(jié)各逆變器輸出電壓的幅值至額定值；所述計(jì)算各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi和前饋無功電流I_q-PCSi包括計(jì)算各逆變器的總的輸出電流有功電流下垂系數(shù)m_i^*和無功電流下垂系數(shù)n_i^*；

控制電路，用于根據(jù)所述各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi和前饋無功電流I_q-PCSi、各濾波電感電流I_Li-abc和各濾波電容電壓U_Ci-abc計(jì)算出驅(qū)動(dòng)脈沖，所述驅(qū)動(dòng)脈沖用于調(diào)節(jié)所述各逆變器輸出電壓至額定電壓；若各逆變器的有功電流下垂系數(shù)m_i^*和無功電流下垂系數(shù)n_i^*都一致，將總的輸出電流均分作為各逆變器的前饋；若各逆變器的有功電流下垂系數(shù)m_i^*和無功電流下垂系數(shù)n_i^*不一致，則定給各逆變器的前饋將不一樣；

所述控制電路包括：

坐標(biāo)變換單元，用于將三相所述各濾波電感電流I_Li-abc轉(zhuǎn)換為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸分量I_Ldi和q軸分量I_Lqi；同時(shí)，將三相所述各濾波電容電壓U_Ci-abc轉(zhuǎn)換為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸分量U_Cdi和q軸分量U_Cqi；

正負(fù)序分離單元，用于基于d軸分量I_Ldi和q軸分量I_Lqi，計(jì)算所述各濾波電感電流的d軸正負(fù)序分量I_Ldi^+-和q軸正負(fù)序分量I_Lqi^+-；同時(shí)，基于d軸分量U_Cdi和q軸分量U_Cqi，計(jì)算所述各濾波電容電壓的d軸正序分量U_Cdi⁺和q軸正序分量U_Cqi⁺；

驅(qū)動(dòng)單元，用于根據(jù)所述各濾波電感電流的d軸正負(fù)序分量I_Ldi^+-、q軸正負(fù)序分量I_Lqi^+-，所述各濾波電容電壓的d軸正序分量U_Cdi⁺、q軸正序分量U_Cqi⁺、各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi和前饋無功電流I_q-PCSi，計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)脈沖；

所述驅(qū)動(dòng)單元還包括：

電流下垂單元，用于基于所述各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi、前饋無功電流I_q-PCSi和所述各濾波電感電流的d軸正序分量I_Ldi⁺、q軸正序分量I_Lqi⁺，計(jì)算出各逆變器輸出電壓參考頻率w_i^*和參考電壓幅值E_i^*；

所述基于所述各逆變器的前饋有功電流I_d-PCSi、前饋無功電流I_q-PCSi和所述各濾波電感電流的d軸正序分量I_Ldi⁺、q軸正序分量I_Lqi⁺，計(jì)算出各逆變器輸出電壓參考頻率w_i^*和參考電壓幅值E_i^*，包括：將獲取到的各逆變器輸出的額定有功電流I_d0i與各逆變器的所述前饋有功電流I_d-PCSi相加，再與各濾波電感電流的d軸正序分量I_Ldi⁺相減后乘以各逆變器的有功電流下垂系數(shù)m_i^*，得到各逆變器輸出電壓的頻率偏差Δw_i，將得到的各逆變器輸出電壓的頻率偏差Δw_i與各逆變器的輸出電壓的額定頻率w_oi相加，得到各逆變器輸出電壓參考頻率w_i^*、得到各逆變器輸出電壓參考幅值E_i^*；

虛擬阻抗單元，用于通過所述參考電壓幅值E_i^*和各濾波電容電壓的d軸正序分量U_Cdi⁺、q軸正序分量U_Cqi⁺，計(jì)算出各逆變器的d軸電流指令I(lǐng)_drefi和q軸電流指令I(lǐng)_qrefi；

所述通過所述參考電壓幅值E_i^*和各濾波電容電壓的d軸正序分量U_Cdi⁺、q軸正序分量U_Cqi⁺，計(jì)算出各逆變器的d軸電流指令I(lǐng)_drefi和q軸電流指令I(lǐng)_qrefi，包括：將獲取到的各逆變器輸出電壓參考幅值E_i^*與各濾波電容電壓的d軸正序分量U_Cdi⁺相減后乘以各逆變器的等效電阻R_i，再與各濾波電容電壓的q軸正序分量U_Cqi⁺與各逆變器的等效感抗w_i^*L_i的乘積相減，然后再與相乘，得到各逆變器的d軸電流指令I(lǐng)_drefi、各逆變器的q軸電流指令I(lǐng)_qrefi；

積分單元，用于對(duì)所述電壓參考頻率w_i^*進(jìn)行積分得到輸出電壓的相位參考值θ_i；

電流內(nèi)環(huán)單元，用于根據(jù)所述輸出電壓的相位參考值θ_i，所述各逆變器的d軸電流指令I(lǐng)_drefi、q軸電流指令I(lǐng)_qrefi和所述各濾波電感電流的d軸正負(fù)序分量I_Ldi^+-、q軸正負(fù)序分量I_Lqi^+-，計(jì)算出所述驅(qū)動(dòng)脈沖。