[發明專利]一種提高微電網下垂無功補償性能的方法

在審

• 申請號: 202010852229.3
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112003291A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 馮仰敏;楊明偉;楊沛豪;應超;趙文超;孔繁新;李陽;薛菲
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明一種提高微電網下垂無功補償性能的方法，包括：1)建立微電網逆變器輸出有功、無功功率數學模型；2)對步驟1)中逆變器輸出有功、無功功率數學模型進行化簡；3)建立輸出無功?電壓下垂控制方程；4)根據微電網中輸電線路阻抗造成的電壓降方程，提出一種改進電壓補償相；5)將步驟3)輸出無功?電壓下垂控制方程中下垂系數修改為新型自適應下垂系數；6)將步驟4)中改進電壓補償相和步驟5)中新型自適應下垂系數引入步驟2)逆變器輸出無功功率數學模型中，得到新的控制方程，代替原些微電網下垂無功補償控制方程，提高微電網下垂無功補償性能。本發明通過引入電壓補償相和自適應下垂系數來增加電壓分配精度和減少無功補償范圍。

技術領域

本發明涉及一種提高微電網下垂無功補償性能的方法，具體涉及一種將改進電壓補償相及自適應無功下垂系數引入至下垂無功補償控制系統中，來消除微電網電壓穩態偏差和減少無功補償范圍。

背景技術

隨著電網容量不斷增加，區域電網結構復雜化，為了提高對可再生能源發電的支持，實現可再生能源規模化應用，需要大力發展微電網。微電網通過公共接入點(PublicConnection Point,PCC)與公共電網并列運行，電壓受公共電網牽制。在微電網逆變裝置控制系統中，大多采用PQ下垂控制和恒壓恒頻(V-f)控制。傳統下垂控制策略通過模擬傳統同步發電機的下垂特性，對逆變裝置輸出有功-頻率、無功-電壓進行獨立解耦控制。但在微網實際運行過程中，存在線路阻抗分布不均勻、輸出壓降非線性等問題，這就會導致功率分配存在誤差、電壓穩定性能下降等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高微電網下垂無功補償性能的方法，該方法以雙電源點等效模型建立微電網功率數學表達式，得到并網逆變器線性下垂控制方程，針對傳統下垂電壓調節過程中存在分配誤差且無功補償增減幅度過大問題，該方法通過引入電壓補償相和自適應下垂系數來增加電壓分配精度和減少無功補償范圍。

本發明采取如下技術方案來實現的：

一種提高微電網下垂無功補償性能的方法，包括以下步驟：

1)建立微電網逆變器輸出有功、無功功率數學模型；

2)對步驟1)中逆變器輸出有功、無功功率數學模型進行化簡；

3)根據步驟2)逆變器輸出無功功率數學模型，建立輸出無功-電壓下垂控制方程；

4)根據微電網中輸電線路阻抗造成的電壓降方程，提出一種改進電壓補償相；

5)將步驟3)輸出無功-電壓下垂控制方程中下垂系數修改為新型自適應下垂系數；

6)將步驟4)中改進電壓補償相和步驟5)中新型自適應下垂系數引入步驟2)逆變器輸出無功功率數學模型中，得到新的控制方程，代替原些微電網下垂無功補償控制方程，提高微電網下垂無功補償性能。

本發明進一步的改進在于，步驟1)建立微電網逆變器輸出有功、無功功率數學模型：

其中：P_i為逆變器輸出有功功率；Q_i為逆變器輸出無功功率；U_i為逆變器輸出電壓；U₀為負載阻抗兩端電壓；δ_i為功角；Z_i＝R_i+JX_i為線路等效阻抗；R_i為線路電阻；X_i為線路感抗。

本發明進一步的改進在于，步驟2)根據微電網中，R_i＞＞X_i，R_i≈Z_i，X_i≈0，輸電線路阻抗呈阻性，對步驟1)中逆變器輸出有功、無功功率數學模型進行化簡：