[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

本發明公開了一種交直流混合微電網控制器及控制方法，控制器包括外環控制、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、內環控制和開關狀態模塊，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；方法包括：采集信號；通過外環反推控制模塊得到參考電流值；將d和q軸參考電流值、坐標變換后的采集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；通過開關狀態模塊輸出AC/DC換流器開關的控制信號，控制AC/DC換流器的開關的通斷，維持電壓的穩定。本發明提高了系統的動態響應速度、穩定性和魯棒性。

技術領域

本發明涉及交直流微電網控制技術領域，具體涉及一種交直流混合微電網控制器及控制方法。

背景技術

隨著我國經濟的高速發展和城市供用電形式的深度變革，高可靠性供電、高滲透率分布式能源友好接入對配電網控制運行提出了更高要求。近年來，基于電壓源AC/DC換流器(VSC)的雙向交直流混合微電網技術得到快速發展。其中，風電、光伏等大規模可再生能源友好并網，有效提高配網清潔能源消納能力；PQ四象限控制，可精確調控電網潮流分布，提高電網運行安全性和經濟性。

維持直流電壓穩定是功率穩定傳輸的前提，因此，改善電壓穩定性和動態響應性是復雜的交直流混合微電網控制方法優化的主要指標。傳統控制方法采用雙閉環PI控制器，實現了系統PQ解耦控制，控制簡單且便于實現，但動態響應速度和控制精度有待提高，傳統外環PI控制中存在電壓波動較大、PI參數難以整定、積分飽和等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種交直流混合微電網控制器及控制方法，能夠解決交直流混合微電網系統電壓波動較大以及動態響應慢等問題。

實現本發明目的的技術方案為：

一種交直流混合微電網控制器，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。

進一步的，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。

一種交直流混合微電網控制方法，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；