本發(fā)明涉及一種微電網(wǎng)切換系統(tǒng)，尤其涉及一種微網(wǎng)平滑切換策略方法。

背景技術(shù)：

微網(wǎng)主要有兩種運(yùn)行模式：并網(wǎng)運(yùn)行和孤島運(yùn)行。對于并網(wǎng)狀態(tài)及孤島狀態(tài)的穩(wěn)定控制已經(jīng)有眾多的研究，并已取得了一定的成果。但對于微電網(wǎng)兩種運(yùn)行模式的平滑切換研究較少。只有實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)并網(wǎng)與孤島運(yùn)行狀態(tài)的平滑過渡，尤其是在事故狀態(tài)下，減少停電帶來的損失，才能提高微電網(wǎng)的電能質(zhì)量和供電可靠性，體現(xiàn)微電網(wǎng)優(yōu)越性。

常見的方法有：微電源在功率控制和電壓頻率控制方式下的微電網(wǎng)非計劃孤網(wǎng)過程，通過引入電壓的孤網(wǎng)判據(jù)，提出微電源出力控制和主網(wǎng)出力控制兩種策略；基于控制器狀態(tài)跟隨的微電網(wǎng)平滑切換控制方法；針對低壓線路參數(shù)成阻性的特點(diǎn)，在微網(wǎng)孤島模式下對傳統(tǒng)下垂特性進(jìn)行重新設(shè)計，同時提出同步并網(wǎng)控制器的設(shè)計方法。以上控制策略均是在檢測為孤島的前提下，改變微電源的控制方式及控制特性。

在檢測出微網(wǎng)孤島運(yùn)行之前，基于孤島運(yùn)行的控制策略不能發(fā)揮作用，微電網(wǎng)會失去頻率、電壓的參考值。如果檢測孤島狀態(tài)時間過長，會造成微網(wǎng)并離網(wǎng)轉(zhuǎn)換失敗及其后的孤島運(yùn)行的失穩(wěn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服孤島檢測狀態(tài)時間過長造成的切換失敗的難題，本發(fā)明提出一種微網(wǎng)平滑切換方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明提出了基于模糊方法的變斜率下垂特性的控制策略，消除微網(wǎng)并離網(wǎng)轉(zhuǎn)換過程中無頻率、電壓基準(zhǔn)的缺陷，保證切換中出現(xiàn)的擾動在可接受范圍內(nèi)，以及切換后仍能維持微電網(wǎng)內(nèi)部的電壓和頻率穩(wěn)定。

一種微網(wǎng)平滑切換方法包括控制、控制和模糊邏輯三個部分。

所述控制能夠在微網(wǎng)運(yùn)行時實(shí)現(xiàn)微電源的最大功率追蹤。

所述控制能夠在微網(wǎng)孤島運(yùn)行時協(xié)同控制各微電源輸出，抑制頻率和電壓波動。

所述模糊邏輯采用三角形隸屬度函數(shù)，將輸入變量頻率、相位角變化率的精確值變?yōu)槟：俊?/p>

本發(fā)明的有益效果是：采用模糊方法的變斜率控制方式，極大地改善了下垂控制特性的動態(tài)性能，減小了并離網(wǎng)轉(zhuǎn)換過程中對微電網(wǎng)的沖擊及防止孤島后頻率、電壓發(fā)生較大的偏移。解決了因配電系統(tǒng)異常、故障等原因使微網(wǎng)失去頻率、電壓支撐造成穩(wěn)定失敗的問題，且該方法不用檢測微網(wǎng)孤島狀態(tài)。通過改變模糊規(guī)則，容易實(shí)現(xiàn)控制性能的改變，使其具有極好的適應(yīng)性及魯棒性，此種方法簡單、易控。

附圖說明

圖1微電網(wǎng)控制方式。

圖2微電網(wǎng)三折線控制特性 。

圖3頻率偏差的隸屬函數(shù)。

圖4頻率變化率的隸屬函數(shù)。

圖5控制輸出量的隸屬函數(shù)。

具體實(shí)施方案

圖1中，分別為微網(wǎng)頻率、電壓、有功、無功的給定參考值；為直交軸電流參考值；為計算出的直、交軸電壓參考值；其余為系統(tǒng)的測量值。圖中兩個虛線框包含了兩種不同的控制策略。P/Q控制是基于正常的有功和無功電流來控制逆變器的輸出有功和無功功率，微電源相當(dāng)于受控的電流源。正常情況下微電網(wǎng)與常規(guī)配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，由大電網(wǎng)提供電壓和頻率參考值，因此所有微電源都按P/Q模式運(yùn)行。微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、蓄電池等可控電源、儲能裝置在孤網(wǎng)運(yùn)行時可采用U/f控制，為微電網(wǎng)提供電壓和頻率支撐。一旦配電網(wǎng)發(fā)生故障或電能質(zhì)量不滿足負(fù)荷要求導(dǎo)致微網(wǎng)孤島運(yùn)行時，儲能裝置、部分微電源進(jìn)入U/f控制模式，一方面控制所連接的微電源輸出，另一方面向其他以P/Q方式運(yùn)行的微電源提供頻率參考值，從而協(xié)同控制各微電源輸出，抑制頻率和電壓波動。

本發(fā)明選用與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相同的調(diào)節(jié)電壓、頻率的方式，其傳輸?shù)挠泄β手饕Q于微電網(wǎng)與負(fù)荷兩端的功角差，而無功功率主要取決于兩端的電壓幅值差。因此，通過調(diào)節(jié)單元逆變器功角和電壓幅值，便能分別實(shí)現(xiàn)有功和無功功率控制。

圖2中，為國標(biāo)(GB/T15945—2008)規(guī)定的電網(wǎng)的允許的最高運(yùn)行頻率50.5Hz；、為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時統(tǒng)計出的最大、最小頻率值；為系統(tǒng)的額定頻率；恒功率運(yùn)行給定值。、、為調(diào)差系數(shù)，a、b為曲線拐點(diǎn)。

微電網(wǎng)并網(wǎng)、靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行時，微電網(wǎng)的頻率波動及其變化率較小，微電網(wǎng)運(yùn)行于圖2中ab段。當(dāng)ab段調(diào)差系數(shù)較大()，系統(tǒng)頻率發(fā)生變化時，有功功率最大變化小于2% 。通過改變，可以改變微電源的有功功率輸出。因此，微電網(wǎng)靜態(tài)運(yùn)行時取大于10的調(diào)差系數(shù)。、可參照火電機(jī)組取(0.02~0.05)當(dāng)中的值。當(dāng)微電網(wǎng)頻率偏移較大，超過了、，可以采取圖2中控制方式運(yùn)行。

微電網(wǎng)在并離網(wǎng)轉(zhuǎn)換動態(tài)運(yùn)行時，為增加微電網(wǎng)頻率的動態(tài)特性，也為了減少圖2拐點(diǎn)處(a,b)對微電網(wǎng)的沖擊，引入微電網(wǎng)頻率變化率，結(jié)合頻率偏差值，采用基于模糊控制的變斜率下垂控制特性。

本發(fā)明采用三角形隸屬度函數(shù)，頻率偏差、頻率變化率、調(diào)差率變量集合為{負(fù)大NB、負(fù)中NM、負(fù)小NS、零ZE(Zero)、正小PS、正中PM，正大PB}，將輸入變量頻率、相位角變化率的精確值變?yōu)槟：俊８鶕?jù)輸入變量(模糊量)及模糊控制規(guī)則，按模糊推理合成規(guī)則計算控制量。由上述得到的控制量(模糊量)采用加權(quán)平均法計算精確的控制量。

模糊控制的變斜率下垂控制特性如圖2中虛線圓弧部分所示。改變模糊規(guī)則，可以改變不同弧度的調(diào)差特性。為防止系統(tǒng)在小擾動調(diào)差率頻繁變動，可設(shè)置啟動門檻。