[發明專利]一種換流器控制系統、換流器控制方法和微電網

在審

• 申請號: 202011022443.2
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112366756A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 何承樹;陳謙;王晨晟;史銳;陳嘉雯;王蘇穎;姚文猗;周路遙
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/38;H02J3/36
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 楊文文

本發明涉及一種換流器控制系統、控制方法和微電網，控制系統包括交流功率計算模塊、自治運行控制模塊、歸一化運算作差模塊、電流內環控制模塊和直流功率計算模塊，控制方法與控制系統相對應，該控制系統能夠使交直流互聯微電網的交直流線路采取任意的拓撲結構，并且可以在所有交直流線路中自動實現有功功率分配，換流器采用分散控制策略，不依賴于實時通訊，對通訊要求低，魯棒性高，功率發生擾動或網絡結構發生變化時具有自適應調整能力。

技術領域

本發明涉及一種換流器控制系統、換流器控制方法和微電網，屬于電力系統領域。

背景技術

自21 世紀初以來，交流微電網得到了廣泛的研究，然而，僅僅使用單一的交流電源為系統供電，不僅會提高系統成本、增加損耗，同時還帶來了相應的諧波問題。隨著微電網中日益增加的直流型分布式電源以及直流負荷，科學家又提出了直流微電網，直流微電網是使用直流電源對直流負載進行集群，以最大限度地減少交流到直流的轉換損耗。一種更實用但控制相對較復雜的網絡交直流混合微電網應運而生，它結合了交流微電網和直流微電網的優點，交流和直流微電網通過一個或多個“互聯換流器”相連，形成交直流混合微電網。

交直流混合微電網結合了交流微電網和直流微電網的諸多優點。但它的能量管理和運行控制相比單一的交、直流微電網要復雜的多，技術要求相應較高。同時，目前的交直流混合微電網通過一個雙向AC/DC變換器連接交流子網和直流子網，結構單一，孤島運行狀態下可靠性不高，難以適應未來的市場化非集中式配電網。

交直流網絡在連接大電網時不存在有功功率和無功功率的潮流分布問題，但有時，微電網需要進入孤島模式，為了保證混合微電網中負荷的安全用電和電能質量，需要與上級電網進行通訊，在小擾動時，這種方法顯然費時費力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠適應微電網中新能源負荷接入的換流器控制系統，該控制系統能夠使微電網采取任意的拓撲結構，實現設備的即插即用。

為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案為：一種換流器控制系統，包括交流功率計算模塊、自治運行控制模塊、歸一化運算作差模塊、電流內環控制模塊和直流功率計算模塊，

所述交流功率計算模塊采集交流線路電流信號i_abc和交流線路電壓u_abc并輸出交流線路電流信號i_abc的d-q軸分量、交流線路電壓u_abc的d-q軸分量、視在功率S和無功功率Q，并將交流線路電流信號i_abc的d-q軸分量和交流線路電壓u_abc的d-q軸分量輸送至所述電流內環控制模塊，將所述視在功率S輸送至所述歸一化運算作差模塊，將無功功率Q輸送至自治運行控制模塊；

所述直流功率計算模塊采集直流電壓U_dc和直流電流I_dc，輸出直流功率P，所述直流功率P輸送至所述歸一化運算作差模塊；

所述歸一化運算作差模塊采集參考有功功率P_ref，并根據參考有功功率P_ref與視在功率得到功率偏差?S，根據參考有功功率P_ref和有功功率P得到電壓差?U_dc，所述功率偏差?S和電壓差?U_dc輸送至所述自治運行控制模塊；

所述自治運行控制模塊將電壓偏差?U_dc、采集到的直流電壓U_dc和直流電壓參考值U_dcref進行比較得到d軸電流參考值i_dref；將無功偏差?S、無功功率Q和無功功率參考值Q_ref進行比較得到q軸電流參考值i_qref；