專利名稱：微電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)分布式電源下垂特性的cad設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
下垂特性設(shè)計(jì)方法屬于微電網(wǎng)運(yùn)行與控制領(lǐng)域。微電網(wǎng)是一種可將各種小型分布式電源組合起來為當(dāng)?shù)刎?fù)荷提供電能的低壓電網(wǎng)。它具有并網(wǎng)和孤網(wǎng)兩種運(yùn)行模式，能提高負(fù)荷側(cè)的供電可靠性。微電網(wǎng)在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)大多采用PQ控制，系統(tǒng)的頻率和電壓由大電網(wǎng)維持穩(wěn)定，但是在孤網(wǎng)狀態(tài)下失去了大電網(wǎng)的頻率和電壓支撐，需要微電網(wǎng)自行調(diào)節(jié)電壓和頻率。因此需要設(shè)計(jì)良好的控制策略來使得微電網(wǎng)在孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)保持電壓和頻率穩(wěn)定。本發(fā)明提出了一種新的下垂特性設(shè)計(jì)方法用于微電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，能夠使孤網(wǎng)時(shí)系統(tǒng)負(fù)荷的變化由孤網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)各逆變器按照各自的容量大小按比例來承擔(dān)，從而有效保證了微電網(wǎng)在孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)電壓和頻率的穩(wěn)定。
背景技術(shù)：
目前微電網(wǎng)在孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)主要的電壓頻率控制方法有兩種一是主從控制，二是對(duì)等控制。其中主從控制是指在孤網(wǎng)狀態(tài)由一個(gè)分布式電源作為主控制源，采用恒壓恒頻控制(Vf控制)，系統(tǒng)中所有負(fù)荷的增減都由該分布式電源來承擔(dān)，但是該控制方法對(duì)這個(gè)主控分布式電源要求較高，其容量必須很大且穩(wěn)定性很強(qiáng)。而當(dāng)采用對(duì)等控制時(shí)，每一個(gè)分布式電源的地位都是平等的，通過模擬傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的一次調(diào)頻下垂特性，在合理設(shè)計(jì)各分布式電源下垂特性的基礎(chǔ)上，完成功率分配。傳統(tǒng)下垂特性大多是將有功功率P和系統(tǒng)頻率f，無功功率Q和系統(tǒng)電壓u之間聯(lián)系在一起，對(duì)每個(gè)分布式電源設(shè)計(jì)P-f下垂曲線和Q-U下垂曲線，將系統(tǒng)的負(fù)荷變化按照下垂曲線的斜率分配給各分布式電源。一個(gè)典型的逆變器孤網(wǎng)系統(tǒng)如附圖
I所示，逆變器的直流側(cè)用恒壓源來模擬，逆變器輸出電壓通過LC濾波器后對(duì)負(fù)荷供電。對(duì)該逆變器孤網(wǎng)系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的P-f下垂曲線和Q-u下垂曲線如附圖2和附圖3所示，其中P為逆變器發(fā)出的有功功率，Q為逆變器發(fā)出的無功功率，f為系統(tǒng)頻率，u為負(fù)荷相電壓的幅值，fn為系統(tǒng)的額定頻率，fmin為系統(tǒng)允許的最小頻率，Pn為逆變器發(fā)出的額定有功功率，Pmax為逆變器允許發(fā)出的最大有功功率，Un為負(fù)荷的額定相電壓幅值，Umin為負(fù)荷所允許的最小相電壓幅值，Qmax為逆變器能夠發(fā)出的最大無功功率。其具體實(shí)現(xiàn)方法可以分為以下4個(gè)步驟來完成第I步計(jì)算兩條下垂曲線的斜率P-f下垂曲線的斜率為kpf，Q-U下垂曲線的斜率為kqv，
kI -Pn ⑴1,1 _ M _ f - f
J J n J min
權(quán)利要求
1.微電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)分布式電源下垂特性的CAD設(shè)計(jì)方法，其特征在于，是在計(jì)算機(jī)中依次按以下步驟實(shí)現(xiàn)的 步驟(I)計(jì)算機(jī)的初始化 設(shè)定以下參數(shù) Vn，負(fù)荷相電壓的額定值， Vmin,負(fù)荷相電壓幅值的允許最小值， Phn,逆變器N的額定功率，N為逆變器的序號(hào)，N=l，N=2，共兩個(gè)逆變器， P，每個(gè)逆變器發(fā)出的有功功率， Q，每個(gè)逆變器發(fā)出的無功功率， Pimxn，表示第N個(gè)逆變器的最大可發(fā)出的有功功率， ratn,比值的額定值， ratmin，比值ratn所允許的最小值，所述比值為負(fù)荷電壓d軸分量Vu與負(fù)荷電壓q軸分量Vlq之比值，用rat表示， Q—，第N個(gè)逆變器最大可發(fā)出的無功功率， QmM，第N個(gè)逆變器最小可發(fā)出的無功功率， 逆變器系統(tǒng)的頻率為50Hz ； 步驟(2)測(cè)量逆變器系統(tǒng)一個(gè)周期內(nèi)的負(fù)荷電壓'，并輸入計(jì)算機(jī)， 步驟(3)計(jì)算機(jī)按下式計(jì)算負(fù)荷相電壓幅值V和比值rat
全文摘要
微電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)分布式電源下垂特性的CAD設(shè)計(jì)方法屬于微電網(wǎng)運(yùn)行與控制領(lǐng)域，其特征在于將逆變器頻率固定在50Hz不變，通過設(shè)計(jì)負(fù)荷電壓幅值同有功功率下垂曲線和負(fù)荷電壓d軸、q軸分量比值同無功功率下垂曲線，經(jīng)過計(jì)算得到逆變器的有功無功參考值，再采用PQ控制使逆變器發(fā)出指定的有功和無功，使孤網(wǎng)時(shí)系統(tǒng)負(fù)荷的變化由各逆變器按照容量大小來承擔(dān)，從而有效保證了微電網(wǎng)在孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)電壓和頻率的穩(wěn)定。本方法突破了傳統(tǒng)下垂特性必須將頻率引入下垂控制中的限制，能使微電網(wǎng)在孤網(wǎng)狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102902863SQ20121039365
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者沈沉, 吳翔宇, 李凡, 陳來軍, 黃少偉 申請(qǐng)人:清華大學(xué)