[發明專利]一種微網并網離網平滑切換電流電壓相位補償方法

有效

• 申請號: 202011242108.3
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112421676B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 馮仰敏;楊沛豪;趙勇;李立勛;李萬鎰;常洋濤;鄔馮值
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24
• 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

1.一種微網并網離網平滑切換電流電壓相位補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)根據微網切換前d軸的參考角速度與切換后的d軸旋轉角速度保持一致原理，引入虛擬同步機相位補償控制器在控制系統中，得到補償后相角表達式；

2)在微網換流器控制系統中，采用前饋解耦控制算法用以消除d軸與q軸分量之間的電流耦合項，得到輸入量表達式；

3)微網由并網控制轉離網控制時，在步驟2)微網換流器控制系統輸入量表達式基礎上，引入基于微網并網模式下的PI控制器d、q軸輸出電壓穩態值作為電壓補償項，得到具有電壓補償項的電流外環控制方程；

4)微網由并網控制轉離網控制時，將電流補償增加到閉環電壓內環控制中，得到具有電流補償相的電壓內環控制方程；

5)根據步驟1)得到的補償后相角表達式，步驟3)電流外環控制方程，步驟4)電壓內環控制方程，得到具有補償控制的微網并網至離網切換控制系統；

6)微網由離網控制轉并網控制時，將內環變為電流閉環控制，得到輸入參考值表達式；

7)將步驟6)微網電流內環輸入參考值表達式引入電壓外環控制中，得到具有電流補償相的電壓外環控制方程；

8)微網由離網控制轉并網控制時，將電壓補償增加到閉環電流內環控制中，得到具有電壓補償相的電流內環控制方程；

9)根據步驟1)得到的補償后相角表達式，步驟7)電壓外環控制方程，步驟8)電流內環控制方程，得到具有補償控制的微網離網至并網切換控制系統。

2.根據權利要求1所述的一種微網并網離網平滑切換電流電壓相位補償方法，其特征在于，步驟1)的具體實現方法為：根據微網切換前d軸的參考角速度與切換后的d軸旋轉角速度保持一致原理，引入虛擬同步機相位補償控制器在控制系統中，得到補償后相角表達式：θ_u＝θ+∫ω_vsgdt；其中：ω_vsg為虛擬同步機角頻率；θ為初始相位。

3.根據權利要求2所述的一種微網并網離網平滑切換電流電壓相位補償方法，其特征在于，步驟2)的具體實現方法為：在微網換流器控制系統中，采用前饋解耦控制算法用以消除d軸與q軸分量之間的電流耦合項，得到輸入量表達式：

其中：u_d^*、u_q^*為微網換流器交流側dq同步旋轉坐標系下d、q軸電壓參考值；u_d、u_q為微網換流器交流側dq同步旋轉坐標系下d、q軸電壓當前值；ω為微網換流器交流側電壓角頻率；L_d、L_q分別是d、q軸的電感；i_d、i_q為微網換流器交流側dq同步旋轉坐標系下d、q軸電流當前值；k_p作為控制系統的比例相，成比例反映系統的偏差信號；k_i作為控制系統的積分相，對偏差信號進行積分運算，消除偏差；i_d^*、i_q^*為微網換流器交流側dq同步旋轉坐標系下d、q軸電流參考值。

4.根據權利要求3所述的一種微網并網離網平滑切換電流電壓相位補償方法，其特征在于，步驟3)的具體實現方法為：微網由并網控制轉離網控制時，在步驟2)微網換流器控制系統輸入量表達式基礎上，引入基于微網并網模式下的PI控制器d、q軸輸出電壓穩態值作為電壓補償項，得到具有電壓補償項的電流外環控制方程：

其中：u_dpq、u_qpq為微網并網模式下的PI控制器d、q軸輸出電壓穩態值。

5.根據權利要求4所述的一種微網并網離網平滑切換電流電壓相位補償方法，其特征在于，步驟4)的具體實現方法為：微網由并網控制轉離網控制時，將電流補償增加到閉環電壓內環控制中，得到具有電流補償相的電壓內環控制方程：

其中：i_dpq、i_qpq為微網并網模式下的PI控制器d、q軸輸出電流穩態值。