[發明專利]一種逆變器分布式控制方法和系統

有效

• 申請號: 201911255752.1
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN111009917B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 魏澈;項基;胡亞龍;劉國鋒;韋巍;邱銀鋒;彭勇剛;李強;張麗娜;李雪;高璇;胡意茹;王雙成;王凱藤;車久瑋
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司;浙江大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/50;H02M7/493
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

本發明涉及一種逆變器分布式控制方法和系統，包括以下步驟：通過無功功率輸出值生成第一虛擬阻抗修正值；通過虛擬阻抗平均值生成第二虛擬阻抗修正值；通過輸出電壓幅值平均值生成第一電壓修正值；通過輸出電壓幅值參考值生成第二電壓修正值；通過所述第一虛擬阻抗修正值、第二虛擬阻抗修正值計算出修正后的虛擬阻抗值；通過第一電壓修正值、第二電壓修正值計算出修正后的輸出電壓幅值參考值；將二者作為逆變器的控制輸入，實現所述逆變器對于無功功率的輸出與電壓值的恢復，避免了虛擬阻抗運行中的偏移，使得系統的虛擬阻抗只受負載分布的影響，保持了虛擬阻抗的穩定運行。

技術領域

本發明是關于一種逆變器分布式控制方法和系統，屬于逆變器控制技術領域。

背景技術

分布式電源通過逆變器并入交流電網中，交流電網中多個分布式電源并聯運行，多采用對等控制策略。所謂對等控制策略，即各分布式電源之間是“平等”的，不存在才從屬關系，所有分布式電源以預先設定的控制模式參與有功無功調節，從而維持系統電壓頻率的穩定。實現分布式電源并聯運行的關鍵在于各電源能共同分擔負荷，以達到各逆變電源輸出功率平衡，使系統達到穩定運行狀態。分布式控制具有無中心和對系統通信要求低的特點。因此考慮采用分布式控制來實現無功功率的均分。

無功功率的波動會引起發電節點電壓的波動，同樣考慮采用分布式控制來實現發電節點電壓的恢復。但在無功功率的均分與電壓恢復的過程中，由于兩個控制作用的耦合會引起系統的虛擬阻抗值的偏移與不可預測的波動，而虛擬阻抗的過大或過小將會引起系統的不穩定。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種逆變器分布式控制方法和系統，其通過虛擬阻抗加權平均值恢復控制，可以實現發電節點虛擬阻抗加權平均值恢復至設定值，避免了虛擬阻抗運行中的偏移，使得系統的虛擬阻抗只受負載分布的影響，保持了虛擬阻抗的穩定運行。

本發明公開了一種逆變器分布式控制方法，包括以下步驟：S1各分布式電源通過逆變器并入交流電網中，每個逆變器為一個發電節點，發電節點至少與一個相鄰發電節點存在通信連接，發電節點采集逆變器的無功功率輸出值，虛擬阻抗，輸出電壓幅值和輸出電壓幅值參考值；S2將待測發電節點的無功功率輸出值與相鄰發電節點的無功功率輸出值輸入無功分布式控制器，計算出二者無功功率輸出值的差值，并將無功功率的差值輸入比例積分控制模塊中，生成第一虛擬阻抗修正值ΔL_1,vi；S3將待測發電節點的虛擬阻抗平均值、相鄰發電節點的虛擬阻抗平均值和虛擬阻抗額定值L^*輸入虛擬阻抗恢復分布式控制器，計算出發電節點虛擬阻抗平均值與虛擬阻抗額定值的差值，并將差值輸入比例積分控制模塊中，生成第二虛擬阻抗修正值ΔL_2,vi；S4將待測發電節點的輸出電壓幅值平均值、相鄰發電節點的輸出電壓幅值平均值和輸出電壓額定值輸入電壓恢復分布式控制器，計算出發電節點輸出電壓幅值平均值與額定電壓值的差值，并將差值輸入比例積分控制模塊中，生成第一電壓修正值ΔV₁；S5將待測發電節點的輸出電壓幅值參考值、相鄰發電節點的輸出電壓幅值參考值輸入電壓分布式控制器，計算出輸出電壓幅值參考值的差值，并將差值輸入比例積分控制模塊中，生成第二電壓修正值ΔV₂；S6通過第一虛擬阻抗修正值ΔL_1,vi、第二虛擬阻抗修正值ΔL_2,vi和各個逆變器的虛擬阻抗初始值計算出各個逆變器的修正后的虛擬阻抗值L′_vi；S7通過第一電壓修正值ΔV₁、第二電壓修正值ΔV₂和輸出電壓額定值計算出各個逆變器的修正后的輸出電壓幅值參考值V′_refi；S8將修正后的虛擬阻抗值L′_vi和修正后的電壓幅值參考值V′_refi作為逆變器的控制輸入，實現逆變器對于無功功率的輸出與電壓值的恢復。

進一步，步驟S2中，待測發電節點的無功功率輸出值與相鄰發電節點的無功功率輸出值的差值的計算公式為：