[發(fā)明專利]一種新能源微電網(wǎng)的線路阻抗矯正裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910149987.6
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109861284B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉昊霖
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種應(yīng)用于新能源微電網(wǎng)的線路阻抗矯正裝置，其特征在于，所述裝置采用串聯(lián)補償方式，將分布式電源逆變器交流側(cè)串聯(lián)該裝置后經(jīng)由低壓配網(wǎng)線路接入母線，通過線路阻抗調(diào)節(jié)方法控制裝置輸出電壓電流的相位和幅值，補償線路的電抗，最終實現(xiàn)線路阻抗角維持在目標值；線路阻抗調(diào)節(jié)方法包括步驟：

1)測量線路實際阻抗值：Z_l＝R_l+jX_l,計算線路實際阻抗角：R_l為線路電阻值，X_l為線路電抗值；

2)設(shè)線路阻抗角目標值為線路阻抗目標值：Z^*_l＝R^*_l+jX^*_l，R_l^*為線路電阻目標值，X_l^*為線路電抗目標值；由于裝置直流側(cè)為電容，不能補償電阻，只能補償電抗，所以通過調(diào)整電抗值來調(diào)節(jié)到目標值；因此有：R^*_l＝R_l，

3)計算線路電抗偏差值：

4)采集裝置交流側(cè)電流信號i_ac，得到i_ac的幅值為I_ac，通過鎖相環(huán)得到電網(wǎng)電壓相位，并以此為基準得到流過裝置電流相位θ；

5)計算裝置參考電壓幅值U_LICD，U_LICD＝I_acΔX_l，LICD為線路阻抗矯正裝置(LineImpedance Correction Device，LICD)；

6)計算裝置參考電壓相位δ，公式為：

其中，Switch為模式判斷開關(guān)；當Switch＝1時，裝置控制電壓超前電流90度，此時補償增加線路感抗，裝置工作在感性模式；當Switch＝-1時，裝置控制電壓滯后電流90度，此時補償增加線路容抗，裝置工作在容性模式；

7)相位修正：為穩(wěn)定直流側(cè)電壓，采取直流電壓附加控制，采集裝置直流電容電壓U_DC，引入?yún)⒖茧妷合嘟遣钚拚喀う模?/p>

Δδ＝(U_DCref-U_DC)G_PI(s)

U_DCref為電容電壓標準值，G_PI(s)為附加控制PI調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)；

8)合成線路阻抗矯正裝置參考電壓基波u_LICD，公式為

u_LICD＝U_LICD sin(δ+Δδ)

9)通過電壓雙閉環(huán)控制實現(xiàn)裝置輸出電壓實時跟蹤參考值，公式為：

式中，G_PR(s)為輸出電壓雙閉環(huán)控制電路中PR調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)，k_p為電流調(diào)節(jié)比例系數(shù)，i_LICD為電流參考值，u^～_LICD為裝置電壓實際輸出值，e_LICD為裝置的調(diào)制信號；

10)根據(jù)輸出的調(diào)制信號驅(qū)動功率管工作，實現(xiàn)線路阻抗矯正裝置的線路阻抗調(diào)節(jié)功能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種應(yīng)用于新能源微電網(wǎng)的線路阻抗矯正裝置，其特征在于，所述裝置的硬件結(jié)構(gòu)分為主電路和控制電路兩部分，其中主電路由直流側(cè)濾波電容、單相全橋逆變開關(guān)，交流側(cè)濾波電感、交流側(cè)濾波電容組成；直流側(cè)濾波電容并聯(lián)連接于單相全橋逆變器直流側(cè)；單相全橋逆變器交流側(cè)的第一輸出端連接交流側(cè)濾波電感的一端；單相全橋逆變器交流側(cè)的第二輸出端連接交流側(cè)濾波電容的一端及分布式電源；交流濾波電感的另一端連接于交流濾波電容的另一端及微電網(wǎng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種應(yīng)用于新能源微電網(wǎng)的線路阻抗矯正裝置，其特征在于，所述控制電路包括：信號采集電路、鎖相環(huán)電路、直流電壓附加控制電路、參考電壓相角計算電路、參考電壓幅值計算電路、參考電壓基波合成電路、輸出電壓雙閉環(huán)控制電路、脈寬調(diào)制電路(PWM)。