一種分布式電源并網(wǎng)逆變器的下垂控制算法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力技術(shù)分布式電源并網(wǎng)領(lǐng)域中的逆變器的控制的方法，具體為一種分布式電源并網(wǎng)逆變器的下垂控制算法，該算法中增加了(1+ mpP )因子，減小逆變器之間出現(xiàn)的有功環(huán)流；增加－ n1Q 項(xiàng)，達(dá)到 P- ω 完全解耦控制的目的；增加微分項(xiàng)提高逆變器的響應(yīng)速度。增加(1+ nqQ )因子，防止逆變器之間出現(xiàn)無(wú)功環(huán)流；增加 +m2P 項(xiàng)，減少P-V正相關(guān)的影響；增加微分項(xiàng)提高逆變器的動(dòng)態(tài)性能。本發(fā)明提高了DG逆變器的響應(yīng)速度，減小DG逆變器間的無(wú)功環(huán)流，有效防止逆變器出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷，是很有前景的一種分布式電源并網(wǎng)逆變器的下垂控制算法。
【專利說(shuō)明】一種分布式電源并網(wǎng)逆變器的下垂控制算法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力技術(shù)分布式電源并網(wǎng)領(lǐng)域中的逆變器的控制的方法，具體為一種 分布式電源并網(wǎng)逆變器的下垂控制算法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力需求迅速增長(zhǎng)，電網(wǎng)建設(shè)步伐日益加快。但 是隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，超大規(guī)模電力系統(tǒng)的弊端也日益顯現(xiàn)：成本高，損耗大，運(yùn)行難 度大，難以滿足用戶對(duì)供電安全性、可靠性等方面越來(lái)越高的要求。此外，傳統(tǒng)電網(wǎng)大量地 消耗以煤為主的能源，隨著能源供應(yīng)的持續(xù)緊張和生態(tài)文明意識(shí)的不斷提升，分布式電源 (DG)開(kāi)始并入電網(wǎng)發(fā)電。風(fēng)能、太陽(yáng)能等DG逆變器，以及微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池等這些 DG逆變器端電壓的幅值和頻率各不相同，難以直接并網(wǎng)運(yùn)行，需要通過(guò)電力電子變換裝置 與電網(wǎng)相連接，DG逆變器端電壓的幅值和頻率由電力電子變換裝置調(diào)節(jié)控制。
[0003] 常見(jiàn)的DG接口逆變器的控制方法按照功率分配控制策略可以分為：恒功率控制、 下垂控制和恒壓恒頻控制。恒功率控制，也稱作PQ控制，該DG接口逆變器的控制目標(biāo)是使 DG接口逆變器輸出的有功功率和無(wú)功功率均等于參考功率；下垂控制是模擬同步發(fā)電機(jī) 輸出的有功功率、無(wú)功功率與電壓頻率和幅值的關(guān)系特性，人為使DG接口逆變器輸出的有 功功率與頻率、無(wú)功功率與電壓幅值呈線性關(guān)系，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)各組成單元的對(duì)等控制；恒壓 恒頻控制（V/f?控制）則是不論DG接口逆變器輸出功率如何變化，始終維持DG接口逆變器 端電壓的幅值和頻率不變。
[0004] 下垂控制是對(duì)等控制的一種，由于其不需要復(fù)雜、昂貴的通信系統(tǒng)，可靠性高，易 于實(shí)現(xiàn)DG接口逆變器和負(fù)荷的即插即用，可以滿足微電網(wǎng)多種運(yùn)行模式的要求，得到了國(guó) 內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。
[0005] 下垂控制的實(shí)現(xiàn)方式可以分為：根據(jù)微電網(wǎng)的頻率和DG接口逆變器的端電壓幅 值產(chǎn)生DG輸出功率的參考信號(hào)，和根據(jù)DG輸出的有功功率和無(wú)功功率調(diào)節(jié)DG接口逆變器 端電壓的頻率和幅值，其中如者稱為f _P和V-Q下垂控制，后者稱為P_f和Q-V下垂控制。 目前該兩種控制策略都有使用，也有混合使用。
[0006] 分布式電源逆變器采用下垂控制是通過(guò)檢測(cè)自身輸出功率的大小調(diào)節(jié)其輸出電 壓的幅值和頻率。但是，由于器件特性的差異和DG間連接線長(zhǎng)度的不同，傳統(tǒng)下垂控制DG 逆變器間可能出現(xiàn)環(huán)流，會(huì)導(dǎo)致逆變器過(guò)負(fù)荷甚至損壞。于瑋等提出了"基于虛擬阻抗的不 間斷電源并聯(lián)系統(tǒng)均流控制"方法，該方法采用調(diào)節(jié)逆變器虛擬阻抗的方法把環(huán)流限制在 理想的范圍之內(nèi)，但是存在調(diào)節(jié)頻繁和運(yùn)算復(fù)雜的缺點(diǎn)。王文軍等提出了"逆變器并聯(lián)運(yùn)行 的環(huán)流反饋控制"方法，該方法在原有下垂控制回路的基礎(chǔ)上增加反饋補(bǔ)償控制回路，這在 一定程度上提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)均流能力，但是復(fù)雜的控制降低了控制回路的可靠性，也增 加了控制參數(shù)選擇的難度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明為了解決逆變器采用的下垂控制方法存在環(huán)流和響應(yīng)慢等動(dòng)態(tài)性能問(wèn)題， 提供了一種分布式電源并網(wǎng)逆變器的下垂控制算法。
[0008] 本發(fā)明是采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種分布式電源并網(wǎng)逆變器的下垂控制算 法，包括以下步驟：
[0009] S1 :測(cè)量逆變器輸出的電壓V。、頻率0^、有功功率P和無(wú)功功率Q ;
[0010] S2 :計(jì)算有功功率P和節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率Q的變化率，得到

【權(quán)利要求】
1. 一種分布式電源并網(wǎng)逆變器的下垂控制算法，其特征在于包括以下步驟： 51 :測(cè)量逆變器輸出的電壓Vtl、頻率COtl、有功功率P和無(wú)功功率Q ; 52 :計(jì)算有功功率P和節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率Q的變化率，得到f和f ; 53 :根據(jù)Sl測(cè)得的參數(shù)和S2計(jì)算得到的f和$，由公式 at at
計(jì)算出目標(biāo)電壓V和目標(biāo)頻率ω，其中l(wèi)+mpP和 l+nqQ分別為P-ω下垂因子和Q-V下垂因子，Hi1和n2分別表示Ρ-ω下垂系數(shù)和Q-V下垂 系數(shù)，IVn1*別表示Q-ω下垂系數(shù)和P-V下垂系數(shù)，j，k為ω、ν與有功、無(wú)功變化率相關(guān) 系數(shù)； 54 :根據(jù)目標(biāo)電壓V和目標(biāo)頻率ω進(jìn)行逆變器控制。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK104377735SQ201410743523
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】崔嘉, 馬龍飛, 黃芳萍, 孫建士, 劉政義, 李慧, 段愛(ài)萍, 趙建平, 孟琦 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山西省電力公司臨汾供電公司