[發明專利]一種基于線路阻抗檢測的直流微網改進下垂控制方法

有效

• 申請號: 202010510946.8
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111628491B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 張小蓮;汪麒;郝思鵬;劉海濤;陳凡;韋偉
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;G01R27/08
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 李德濺

本發明公開了一種基于線路阻抗檢測的直流微網改進下垂控制方法，該改進下垂控制方法在傳統的下垂控制器中引入了下垂系數調節模塊和電壓調節模塊，下垂系數調節模塊利用線路阻抗檢測模塊獲得的各線路阻抗的準確數值，比較各線路阻抗與設定的基準線路的線路阻抗的差異，進而對原各變換器下垂控制的下垂系數補償，可克服線路阻抗的影響，實現各分布式電源均等出力；電壓調節模塊對輸出電壓做補償，以抵消傳統下垂控制帶來的母線電壓降落，從而維持系統電壓穩定。本發明的改進下垂控制方法無需借助額外硬件設備，僅需檢測系統已有的電氣量，即可計算出線路阻抗的精確值，解決了傳統下垂控制功率精準分配與母線電壓維持額定難以協調這一固有矛盾。

技術領域

本發明涉及直流微電網技術領域，具體地說是一種基于線路阻抗檢測的直流微網改進下垂控制方法。

背景技術

近年來以風力發電、光伏電池和微型燃氣輪機等為代表的分布式發電(Distributed Generation，DG)技術的發展己成為人們關注的熱點。在此基礎上建立微電網能夠充分發揮DG的作用，同時也是提高供電可靠性、改善電能質量，保證電網安全運行的一種十分有效的途徑。與交流微網相比，直流微電網無需考慮母線電壓相位、頻率穩定問題，控制更簡單，具有更高的可靠性；且目前越來越多的新能源發電方式、儲能裝置和負載等都使用直流電，減少了能量變換環節，同時提高系統效率。

在直流微網中，直流電壓源多用并聯方式連接到公共直流母線上，為了實現各換器的均衡出力，現有的控制方法主要包括主從控制和下垂控制等。相較于主從控制依賴高速通信技術，下垂控制即使是在無通信的情況下也能達到各單元電流分配的目的，因此更適合于分布式的直流微電網系統。傳統的下垂控制引入的下垂系數過大會造成母線電壓降落過大，系數過小，又因系統線路本身存在線路阻抗而導致并聯變換器之間產生較大電流差，形成環流。因此，功率精準分配與母線電壓維持額定是傳統下垂控制的固有矛盾。

發明內容

本發明的目的是針對傳統下垂控制存在的功率精準分配與母線電壓維持額定間的固有矛盾問題，提供一種基于線路阻抗檢測的直流微網改進下垂控制方法；

本發明的目的是通過以下技術方案解決的：

一種基于線路阻抗檢測的直流微網改進下垂控制方法，該改進下垂控制方法基于多源直流微電網系統，其特征在于：該多源直流微電網系統上設有線路阻抗檢測模塊、下垂系數調節模塊和電壓調節模塊；其中線路阻抗檢測模塊用于獲取多源直流微電網系統上任一條線路的線路阻抗值，通過將線路阻抗檢測模塊獲得的全部阻抗值輸送至下垂系數調節模塊獲得任一條線路的補償下垂系數；將某條線路的補償下垂系數和電壓調節模塊獲得的對應的電壓偏差值疊加到該條線路對應的多源直流微電網系統上的分布式電源的輸出電壓參考值上，獲得該條線路對應的分布式電源的補償電壓參考值輸出至電壓電流控制模塊以輸出相應的控制指令至該分布式電源對應的DC-DC變換器上。

所述的多源直流微電網系統包括n個分布式電源以及對應的濾波器、DC-DC變換器、線路阻抗、等效的公共負載，各分布式電源相互并聯并經過對應的DC-DC變換器和濾波器連接到公共直流母線上。

所述線路阻抗檢測模塊獲得線路阻抗值的過程如下：

A1、分別測量多源直流微電網系統上的第i個分布式電源對應的DC-DC變換器的輸出電壓V_oi和輸出電流I_oi；

A2、測量多源直流微電網系統上的公共負載R_L兩端的電壓V_bus；

A3、計算得到第i個分布式電源所對應線路的線路阻抗值R_i：

式(1)中，R_i和R_linei皆表示第i個分布式電源所對應線路的線路阻抗值。

所述下垂系數調節模塊獲得補償下垂系數的過程如下：