[發明專利]一種基于事件觸發機制的孤島微電網分層控制策略

在審

• 申請號: 202010501111.6
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111614122A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 楊秋霞;王煜程;王群;李思佳;崔曉東;黃康
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/14
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 何圣斐;李洪福

1.一種基于事件觸發機制的孤島微電網分層控制策略，其特征在于：所述控制策略包括以下步驟：

S1、設計微電網分層控制中的一次控制，所述一次控制是由三相電壓源逆變器(VSI)的瞬時有功功率和無功功率通過低通濾波器，模擬同步發電機的下垂外部特性并通過二次控制器對一次控制造成電壓、頻率偏差進行補償，從而提出的補償后的下垂控制策略；

S2、基于事件觸發控制方法設計微電網分層控制中的二次控制，首先以電壓控制為例提出基于集中式事件觸發的控制策略，在此基礎上提出基于分布式事件觸發的電壓控制策略，并推廣至頻率和有功功率控制，實現完全的分布式事件觸發控制，所述二次控制采用基于分布式事件觸發的控制策略；

S3、建立四個分布式電源并聯的微電網仿真實驗模型以及對應的通信拓撲結構，設置工況模擬系統的實際運行狀態，驗證所述控制策略的有效性。

2.根據權利要求1所述的一種基于事件觸發機制的孤島微電網分層控制策略，其特征在于：所述步驟S1具體包括：首先采集微電網中分布式電源濾波電感的電流i_abc、濾波電容的電壓v_abc和線路的電流i_0abc，然后將i_abc、v_abc和i_0abc經派克變換后輸出i_dq、v_dq和i_0dq，首先根據dq坐標系下輸出的電壓v_dq和電流i_0dq計算出有功功率p和無功功率q的瞬時出力，然后輸入至功率計算模塊，由于其瞬時出力高頻分量相對較大，因此經過低通濾波器(LPF)后，再得出平均有功功率P和平均無功功率Q，并將有功功率P和平均無功功率Q輸入到下垂控制器部分，并由P、Q和二次控制器提供的補償電壓V₀與頻率ω₀，得出最終輸出電壓V與角頻率ω的值，再經過電壓合成環節得到參考電壓的dq軸分量和同時將i_dq、v_dq、i_0dq以及和輸出到由電壓外環控制和電流內環控制組成雙環控制器，這部分通過電壓電流雙環控制器進行PI調節，并通過反派克變換和PWM生成器獲得可控正弦脈寬調制信號m^*。

其中，三相電壓源逆變器(VSI)的瞬時有功功率p和無功功率q可以表示為：

式中，v_di和v_qi是第i個DG輸出電壓v_abc的dq軸分量；i_0di和i_0qi是輸出電流i_0abc的dq軸分量。

由于瞬時功率有大量高頻干擾量，需通過低通濾波器(LPF)獲得平均有功功率P和無功功率Q：

式中，ω_c為低通濾波器的截止頻率。

所述一次控制采用下垂控制，它模擬了同步發電機的下垂外部特性；在不失一般性的前提下，本發明考慮了不帶設定點的電壓和頻率下垂控制方程：

式中，V_i、ω_i分別為DGi電壓幅值與頻率；假定DGi的電壓幅度被投影在d軸上，因此當v_qi被設定為0時，V_i也可以被寫成v_di；D_pi和D_qi是下垂系數；ω_ref和V_ref是輸出電壓頻率和幅度的參考值；P_i和Q_i是式(2)表示的有功和無功功率。可以推斷出，只要假設有一定的負載，一次控制就會使系統的電壓和頻率偏離其參考值，由于一次控制引起的偏差，此后將通過二次控制來補償。考慮二次控制輸入的電壓V_0i和頻率ω_0i，補償后的下垂控制提出如下：

式中，ω_0i和V_0i是二次控制的電壓頻率輸入。