[發明專利]一種孤島運行串聯變流器的全分散自適應功率控制方法

有效

• 申請號: 201911097267.6
• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN110854909B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 韓俊飛;楊寶峰;王宇強;陶軍
• 申請（專利權）人: 內蒙古電力（集團）有限責任公司內蒙古電力科學研究院分公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/483
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 邢江峰

本發明公開了一種孤島運行串聯變流器的全分散自適應功率控制方法，包括以下步驟：A、每臺變流器的本地控制器采集輸出電容電壓和輸出電感電流以及變流器直流側電池信息；B、本地控制器根據采集得到的輸出電容電壓和輸出電感電流，計算出輸出電容外變流器有功功率及無功功率；同時根據參考輸出電壓幅值，額定輸出電壓角頻率以及電容參數計算電容無功功率。本發明針對串聯型變流器，本發明的功率控制方法，具有簡單實用的特點，只需要采集變流器本地輸出電壓和輸出電流信號即可，不需要對系統1供電1電壓進行采樣，大大降低了成本。

技術領域

本發明涉及電力技術領域，具體是一種孤島運行串聯變流器的全分散自適應功率控制方法。

背景技術

隨著分布式可再生能源發電的大規模應用，后級為能量儲存系統的串聯型變流器功率的合理配置成為一項重要課題。過去的研究中，對于相距較遠的能量儲存系統，在沒有通訊線的條件下，串聯型變流器之間只能實現功率均分，同時頻率偏差較大，難以滿足供電需求；在低帶寬通信的條件下，可以實現串聯型變流器之間精確合理的有功功率分配，同時頻率偏差也進一步降低；在高帶寬條件下，不僅可以實現合理功率分配，還可以實現高質量的供電電壓，但是可靠性較差。

為了克服這些困難，急需提出一種只需要分散控制、實現串聯型變流器之間功率自動分配，同時降低供電電壓頻率偏差的控制方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種孤島運行串聯變流器的全分散自適應功率控制方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種孤島運行串聯變流器的全分散自適應功率控制方法，包括以下步驟：

A、每臺變流器的本地控制器采集輸出電容電壓和輸出電感電流以及變流器直流側電池信息；

B、本地控制器根據采集得到的輸出電容電壓和輸出電感電流，計算出輸出電容外變流器有功功率及無功功率；同時根據參考輸出電壓幅值，額定輸出電壓角頻率以及電容參數計算電容無功功率；

C、本地控制器根據計算得到的除輸出電容外變流器有功功率及無功功率和計算得到的電容無功功率結合，得到變流器輸出功率因數；

D、變流器的本地控制器根據輸出功率因數和變流器直流側電池信息計算得到變流器功率調整因子，并根據調整因子進行增強的反功率因數下垂控制,得到輸出參考電壓；

E、本地控制器根據反功率因數下垂控制得到的輸出參考電壓，結合采集的輸出電容電壓和輸出電感電流進行電壓電流雙閉環控制。

作為本發明的進一步方案：所述步驟B具體是：本地控制器根據采集得到的輸出電容電壓Vc和輸出電感電流Io，計算出輸出電容外變流器m的有功功率Pm及無功功率Qm；同時根據參考輸出電壓幅值E*，額定輸出電壓角頻率ω*以及電容參數計算電容無功功率：Q_c＝E^*2·ω^*·C_f。

作為本發明的進一步方案：所述步驟C具體是：本地控制器根據計算得到的除輸出電容外變流器m的有功功率Pm及無功功率Qm和計算得到的電容無功功率Qc結合，得到變流器m的輸出功率因數：

作為本發明的進一步方案：所述步驟D具體是：1)變流器m的本地控制器根據輸出功率因數PFm和變流器直流側電池信息SoCm得到變流器功率調整因子：W_SoC,m＝PF_m/SoC_m；2)本地控制器根據調整因子W_SoC,m進行增強的反功率因數下垂控制,得到參考輸出電壓角頻率ω_m，并根據參考輸出電壓角頻率和參考輸出電壓幅值合成參考輸出電壓Vc*，ω_m＝ω^*+D_PF·W_SoC,m；其中，D_PF為增強的反功率因數下垂系數。