[發明專利]基于虛擬下垂控制的多能互補微電網結構與諧波治理方法

有效

• 申請號: 202010473487.0
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111756062B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 丁惜瀛;姚潤宇;賈廣東;李闖;翟曉寒;孟令卓超;畢明濤;岳琦;韓妍;李曉東;宮晶贏;程錕;韓翔宇;藍天翔
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J3/01;H02J7/14
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 周智博;宋鐵軍

1.一種基于虛擬下垂控制的多能互補微電網結構的諧波治理方法，其特征在于：所述的多能互補微電網結構包括交流母線、微源和負載；

所述的多能互補微電網微源包括：光伏、風力發電機、超級電容、蓄電池和燃氣輪機；

微電網交流母線為380V；

負載包括：不平衡負載、電制冷機、電制熱機、充電樁、交流負載、熱負荷、吸收式制冷機和區域冷負荷；

所述的光伏通過DC-AC逆變器連接至交流母線，超級電容通過DC-AC逆變器連接至交流母線，風力發電機組首先經過AC-DC整流器，之后經過DC-AC逆變器連接至交流母線，蓄電池組通過DC-AC逆變器連接至交流母線，燃氣輪機首先經過AC-DC整流器，之后經過DC-AC逆變器連接至交流母線；

所述的不平衡負載通過AC-AC變換器連接至交流母線，電制冷機通過AC-AC變換器連接至交流母線，電制熱機通過AC-AC變換器連接至交流母線，交流負載通過AC-AC變換器連接至交流母線，充電樁通過雙向AC-DC變換器連接至交流母線；

所述的燃氣輪機產生的余熱通過熱交換器和電制熱機產生的熱量構成熱網，并給熱負荷提供能量；

所述的燃氣輪機產生的余熱通過吸收式制冷機和電制冷機產生的冷量共同為區域冷負荷提供能量；

該方法步驟如下：

第一步：采用小波變換方法采集微電網母線上的諧波數據；

第二步：利用第一步中采集的諧波數據與虛擬下垂控制策略相結合，實現基于虛擬下垂控制的諧波治理方案；

第一步中的采集諧波數據應用小波變換方法，具體實施方法為：

u(t)和i(t)分別表示光伏、風力發電機、超級電容、蓄電池和燃氣輪機輸出到交流母線的電壓和電流信號；

在小波理論里，任何時域信號都用小波基函數的加權線性和來表示，交流母線電壓信號表示為：

式中，u(t)為交流母線電壓信號；和φ_j,k為采集電壓信號的磁通；表示尺度函數的系數；表示小波函數的系數，也稱為小波變換系數，i＝1，2，3……；N＝1，2，3……；電力系統的電壓有效值在某一尺度j上用小波變換系數表示：

u(t)為交流母線電壓信號；表示小波函數的系數，也稱為小波變換系數；所以交流母線電壓有效值RMS的計算公式表示為

U_rms是交流母線電壓有效值；T為采樣周期；u(t)為交流母線電壓信號；表示小波函數的系數；表示分解尺度為j時的第i個節點上頻率帶內的電壓有效值；

其中，

表示在分解尺度為j時的第i個節點上頻率帶內的電壓有效值；表示小波函數的系數

同樣得交流母線電流有效值RMS的計算公式：

I_rms是交流母線電流有效值；T為采樣周期；i(t)為交流母線電流信號；表示小波函數的系數；表示分解尺度為j時的第i個節點上頻率帶內的電壓有效值；式中，

表示在分解尺度為j時的第i個節點上頻率帶內的電流有效值，表示電流信號分解的小波變換系數；

根據小波系數的重構公式，信號通過小波分解系數重構出各個子頻帶內的時域信號，重構后的時域信號表示為：

其中，x(t)表示原始信號；表示經過小波分解系數重構后在各個子頻帶內的時域信號；小波分解系數重構后的各個子頻帶時域信號疊加和就是原始信號，分解的頻帶個數由分解尺度決定；這個性質剛好滿足電力系統諧波的特點，通過小波分解系數的重構把電力系統中的各個頻帶內的諧波參數進行測量，還同時跟蹤觀測各個頻帶內包含的諧波的變化情況。

2.根據權利要求1所述的一種基于虛擬下垂控制的多能互補微電網結構的諧波治理方法，其特征在于：

當用電量高峰期并且電動汽車閑置靜止時，使車輛蓄電池中的電能反饋回微電網，減輕高峰期時各微源的負荷壓力，當用電量低谷并且電動汽車閑置靜止時，使電動汽車蓄電池充電，滿足車輛行駛需求。

3.根據權利要求1所述的一種基于虛擬下垂控制的多能互補微電網結構的諧波治理方法，其特征在于：

蓄電池和燃氣輪機采用虛擬下垂控制策略。