[發明專利]一種交直流混合微電網控制器及控制方法

在審

• 申請號: 202011398794.3
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112688307A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 伏祥運;岳付昌;朱立位;李紅;封波;孫子雯
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司連云港供電分公司;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/02;H02J5/00;G06Q10/04;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

1.一種交直流混合微電網控制器，其特征在于，包括外環控制、無功參考電流計算模塊、采樣周期模塊、三相/兩相靜止坐標變換模塊、內環控制以及開關狀態模塊，外環控制包括外環反推控制模塊，內環控制包括預測模塊、反饋矯正模塊和滾動優化模塊；其中：

外環反推控制模塊采用外環反推控制算法，其輸入為直流側電壓和設定的參考直流電壓，輸出為直流側電流在d軸的參考電流值；

無功參考電流計算模塊通過直流側設定的無功功率計算直流側電流在q軸的參考電流；

采樣周期模塊用于按照周期采集交直流混合微電網系統的電網側電壓、電網側電流、AC/DC換流器交流側電壓和直流側電壓；

三相/兩相靜止坐標變換模塊對采樣周期模塊采集的信號進行坐標變換得到采樣信號在d軸和q軸的分量；

預測模塊通過預測模型得到AC/DC換流器電流預測值在d軸和q軸的分量；

反饋矯正模塊通過誤差補償優化預測模型，輸出電流誤差在d軸和q軸的分量；

外環反推控制模塊的輸出、無功參考電流計算模塊的輸出、預測模塊輸出和反饋矯正模塊輸出共同輸入到滾動優化模塊，得到AC/DC換流器最優的電壓控制量在d軸和q軸的分量；

開關狀態模塊用于將滾動優化模塊的輸出轉換為AC/DC換流器開關的控制信號。

2.根據權利要求1所述的一種交直流混合微電網控制器，其特征在于，所述內環控制還包括參數辨識模塊，其對預測模型中的電感進行在線參數辨識，得到AC/DC換流器在實際運行中電感的精確值。

3.一種交直流混合微電網控制方法，其特征在于，包括：

采樣周期模塊采集交直流混合微電網系統的電網側電壓、電網側電流、AC/DC換流器交流側電壓和直流側電壓U_dc；

將直流側電壓U_dc和設定的參考直流電壓U_dcref通過外環反推控制模塊輸出直流側電流在d軸的參考電流值i_dref；

通過三相/兩相靜止坐標變換模塊獲取電網側電壓、電網側電流和AC/DC換流器交流側電壓在d軸和q軸的分量；

通過無功參考電流計算模塊得到直流側電流在q軸的參考電流i_qref；

將得到的參考電流值i_dref和i_qref、獲取的電網側電壓、電網側電流以及AC/DC換流器交流側電壓在d軸和q軸的分量作為參考信號送入到內環控制中，通過預測模塊、反饋校正模塊以及滾動優化模塊輸出AC/DC換流器最優的電壓控制量在d軸和q軸的分量；

將AC/DC換流器最優的電壓控制量在d軸和q軸的分量通過開關狀態模塊輸出AC/DC換流器開關的控制信號；

將控制信號輸入到AC/DC換流器，控制AC/DC換流器的開關的通斷。

4.根據權利要求3所述的一種交直流混合微電網控制方法，其特征在于，所述外環反推控制模塊輸出直流側電流在d軸的參考電流值i_dref具體為：

定義直流電壓跟蹤誤差z₁：

z₁＝U_dc-U_dcref (1)

多端柔直系統忽略AC/DC換流器損耗下的功率守恒式為：

其中：C為直流側電容，U_sdi是第i個AC/DC換流器電網側電壓d軸分量，i_di是第i個AC/DC換流器電網側電流d軸分量，n是AC/DC換流器的個數；

結合公式(1)、(2)，直流電壓跟蹤誤差的導數為：

設正定Lyapunov函數V₁為：

式(4)的導數為：

k₁是可控參數且其值大于0，令式(5)右邊括號內的式子為零，得到電流的虛擬控制量i_dref為：