本發(fā)明涉及微電網(wǎng)控制領(lǐng)域，具體地，涉及一種微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

近些年來，分布式發(fā)電獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。其中，分散的小容量分布式發(fā)電系統(tǒng)(簡稱微型電源)、儲能系統(tǒng)和負荷等組成的微電網(wǎng)受到熱烈關(guān)注。

微電網(wǎng)包括多種分布式電源(如光伏電站、風力發(fā)電機、柴油發(fā)電機等)，但存在著發(fā)電間歇性、需要電網(wǎng)支撐、出現(xiàn)故障需要斷開、電能質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點。因此，需要一種對微電網(wǎng)的電壓進行穩(wěn)定控制、改善電能質(zhì)量并能夠?qū)崿F(xiàn)離網(wǎng)運行和并網(wǎng)運行的無縫切換的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)，包括：微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置，采集母線的實時電壓和實時電流，基于實時電壓和實時電流計算功率因數(shù)；中央控制裝置，接收所述功率因數(shù)，并且當所述功率因數(shù)低于預定閾值時，發(fā)送無功控制指令；至少一個就地控制裝置，接收所述無功控制指令，并向所述微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置以及所述至少一個就地控制裝置所控制的至少一個分布式電源發(fā)送控制信號；其中，所述微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置根據(jù)所述控制信號時基于下垂控制補償母線電壓，所述至少一個分布式電源根據(jù)所述控制信號時向所述母線發(fā)出無功功率以提高所述母線的功率因數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供一種微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制方法，包括：由微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置采集母線的實時電壓和實時電流，并基于實時電壓和實時電流計算功率因數(shù)；當所述功率因數(shù)低于預定閾值時，由中央控制裝置發(fā)出無功控制指令，以控制微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置基于下垂控制補償母線電壓，并控制至少一個分布式電源向所述母線發(fā)出無功功率以提高功率因數(shù)。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的框圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)補償母線電壓的方法的流程圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的電壓下垂控制的示意性曲線圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的頻率下垂控制的示意性曲線圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置的實時功率計算單元的框圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置的相角計算單元的框圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置的電壓幅值計算單元的框圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置的電壓參考值計算單元的框圖。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的正序電壓外環(huán)與電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制策略的框圖。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的負序電壓外環(huán)與電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制策略的框圖。

圖11是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的框圖。

圖12是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置由并網(wǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為離網(wǎng)狀態(tài)的運行狀態(tài)的示圖。

圖13是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置由離網(wǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為并網(wǎng)狀態(tài)的運行狀態(tài)的示圖。

圖14是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置對400V母線進行相位跟蹤的原理圖。

圖15是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置對400V母線進行相位跟蹤相位示圖。

具體實施方式

根據(jù)需要，在此公開本發(fā)明的詳細實施例；然而，將理解的是，所公開的實施例僅是本發(fā)明的示例，其中，本發(fā)明可以以各種替代形式來實現(xiàn)。附圖無需按比例繪制；一些特征可被夸大或最小化以示出特定組件的細節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應(yīng)被解釋為具有限制性，而僅作為用于教導本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的框圖。微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)包括中央控制裝置101、地調(diào)中心102、風機數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置111、光伏數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置112、儲能數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置113、微燃機數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置114、柴油機數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置115、工廠數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置116、動穩(wěn)數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置117、風機121、光伏電站122、儲能裝置123、微燃機124、柴油機125、工廠126以及微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127。

如圖1所示，中央控制裝置101通過傳輸控制協(xié)議(Modbus TCP)與地調(diào)中心102相連，并基于電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域全球通用標準(IEC61850)連接至各個就地控制裝置(例如，風機數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置111、光伏數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置112、儲能數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置113、微燃機數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置114、柴油機數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置115、工廠數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置116、動穩(wěn)數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置117等)，各個就地控制裝置通過Modbus TCP連接至對應(yīng)的分布式電源(例如，風機121、光伏電站122、儲能裝置123、微燃機124、柴油機125、工廠126)，并連接至微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127。光伏電站122、儲能裝置123、微燃機124、柴油機125、工廠126與微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127連接至400V母線。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)補償母線電壓的方法的流程圖。

如圖2所示，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127可采集400V母線的實時電壓和實時電流(S21)，并計算400V母線的功率因數(shù)(S22)。隨后，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127可通過就地控制裝置117將計算的功率因數(shù)反饋至中央控制裝置101，并由中央控制裝置101判斷功率因數(shù)是否低于預定閾值(S23)，如果功率因數(shù)低于預定閾值，中央控制裝置101可向各個就地控制裝置(光伏數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置112、儲能數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置113、微燃機數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置114、柴油機數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置115、工廠數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置116、動穩(wěn)數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置117)發(fā)出無功控制指令，隨后，各個就地控制裝置可向與其對應(yīng)的分布式電源以及微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127發(fā)送控制信號(S24)。

分布式電源(光伏電站122、儲能裝置123、微燃機124、柴油機125、工廠126)接收到所述控制信號之后，可向400V母線發(fā)出無功功率來提高母線電壓的功率因數(shù)。同時，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)接收到所述控制信號之后，采用下垂控制來補償母線電壓。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的電壓下垂控制的示意性曲線圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的頻率下垂控制的示意性曲線圖。

如圖3所示，當400V母線電壓高于標準值V₀時，各個分布式電源可吸收無功功率，從而使電壓降低至標準值V₀。當400V母線電壓低于標準值V₀時，各個分布式電源可發(fā)出無功功率，從而使電壓升高至標準值V₀。

如果微電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障，電壓瞬間跌落到V₁，系統(tǒng)的運行狀態(tài)將由A點滑落到B點，此時將會發(fā)出更多的無功功率支撐母線電壓。下垂控制通過發(fā)出無功功率補償母線電壓，并保持電壓平衡。以下將參照附圖詳細描述通過下垂控制補償母線電壓的控制。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的實時功率計算單元的框圖。400V母線的實時電壓值和實時電流值由微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127采集，并對采集到的實時電壓值和實時電流值分別進行Clark坐標軸轉(zhuǎn)換和Park坐標軸轉(zhuǎn)換，隨后將坐標軸轉(zhuǎn)換后的實時電壓值和實時電流值輸入實時功率計算單元，實時功率計算單元可計算400V母線的實時功率，并輸出400V母線的有功功率和無功功率。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的相角計算單元的框圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的電壓幅值計算單元的框圖。

圖6示出了利用實時功率計算單元輸出的有功功率值與給定的有功功率值來計算相角的框圖。給定的有功功率值如圖4中的狀態(tài)A所對應(yīng)的有功功率值。頻率下垂系數(shù)為圖4所示的頻率下垂控制的示意性曲線圖的斜率，即為Δf/ΔP。隨后，2π×(50-頻率下垂系數(shù))經(jīng)由積分環(huán)節(jié)輸出相角。所述下垂控制的相角計算沒有鎖相環(huán)環(huán)節(jié)，即微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127在計算相角時不會被400V母線的頻率信號影響，而是使用給定的頻率(例如50Hz)通過積分環(huán)節(jié)輸出標準相角。

圖7示出了利用實時功率計算單元輸出的無功功率值與給定的無功功率值來計算電壓幅值的框圖。給定的無功功率值如圖3中的狀態(tài)A所對應(yīng)的無功功率值。電壓下垂系數(shù)為圖3所示的電壓下垂控制的示意性曲線圖的斜率，即為ΔV/ΔQ。電壓幅值主要根據(jù)額定電壓為V₀來確定，即電壓下垂控制輸出的電壓幅值是在額定電壓附近上下波動。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的電壓參考值計算單元的框圖。根據(jù)所述輸出相角，分別計算輸出相角、輸出相角+2/3π、輸出相角-2/3π的余弦值，并分別與所述輸出電壓幅值相乘，將乘積進行Clark坐標軸轉(zhuǎn)換和Park坐標軸轉(zhuǎn)換后分別得出d軸電壓參考值和q軸電壓參考值。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的正序電壓外環(huán)與電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制策略的框圖。在所述控制策略中，對采集的實時電壓進行正序提取，得到d軸正序電壓反饋V_pd和q軸正序電壓反饋V_pq，并通過雙環(huán)控制策略和反Park坐標軸轉(zhuǎn)換得出用于空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的正序兩相旋轉(zhuǎn)坐標分量。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的負序電壓外環(huán)與電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制策略的框圖。在所述控制策略中，對采集的實時電壓進行負序提取，得到d軸正序電壓反饋V_nd和q軸正序電壓反饋V_nq，并通過雙環(huán)控制策略和反Park坐標軸轉(zhuǎn)換得出用于空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的負序兩相旋轉(zhuǎn)坐標分量。

用于SVPWM的正序兩相旋轉(zhuǎn)坐標分量與負序兩相旋轉(zhuǎn)坐標分量能夠?qū)﹄妷翰黄胶膺M行補償，使系統(tǒng)電壓的正序分量在預定范圍之內(nèi)，并抵消系統(tǒng)電壓的負序分量。

如上所述，在微電網(wǎng)運行的過程中，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127實時監(jiān)測400V母線的電壓和電流，并計算實時功率因數(shù)，同時根據(jù)圖5-圖10所描述的控制方法，對400V母線的電壓進行補償。在各個分布式電源(光伏電站122、儲能裝置123、微燃機124、柴油機125、工廠126)接收到控制信號從而向400V母線發(fā)出無功功率的過程中，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127監(jiān)測400V母線的電壓和電流，并計算實時功率因數(shù)，以向中央控制裝置提供反饋信號，從而通過下垂控制確保各個分布式電源(光伏電站122、儲能裝置123、微燃機124、柴油機125、工廠126)向400V母線發(fā)出的無功功率能夠使400V母線的電壓保持為額定功率，也就是說，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127通過實時監(jiān)測和下垂控制，來實時控制各個分布式電源(光伏電站122、儲能裝置123、微燃機124、柴油機125、工廠126)對400V母線發(fā)出的無功功率的量。

此外，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127還可在微電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)和離網(wǎng)狀態(tài)的切換中控制微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的電壓幅值以及頻率，以促進微電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)和離網(wǎng)狀態(tài)的切換，提高切換速度。

圖11是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)的框圖。如圖所示，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127與400V母線之間具有自身斷路器131，400V母線的并網(wǎng)點以下具有整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的并網(wǎng)斷路器132。在本示例性實施例中，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的離網(wǎng)狀態(tài)即為將自身斷路器131斷路，并保持并網(wǎng)斷路器132連接，使微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127與400V母線斷開，也就是說使微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127與微電網(wǎng)系統(tǒng)離網(wǎng)，從而使微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127處于孤島運行狀態(tài)。

微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的并網(wǎng)狀態(tài)與離網(wǎng)狀態(tài)的切換由中央控制裝置101來控制。如果微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的并網(wǎng)狀態(tài)與離網(wǎng)狀態(tài)的切換不是由中央控制裝置101來控制的，則微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127可能出現(xiàn)故障，則需要通過圖5-圖10所示的下垂控制來控制微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的電壓以免造成嚴重后果，并在下一次并網(wǎng)之前清除故障信息。

圖12是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127由并網(wǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為離網(wǎng)狀態(tài)的運行狀態(tài)的示圖。如圖所示，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127在并網(wǎng)運行狀態(tài)下，其電壓下垂控制曲線和頻率下垂控制曲線分別如圖12的左上圖和圖12的右上圖所示，其中，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的運行狀態(tài)如A點所示(A點對應(yīng)的電壓為400V母線的額定電壓為V₀，A點對應(yīng)的頻率為400V母線的頻率f₀)。

當微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127從并網(wǎng)運行狀態(tài)被切換為離網(wǎng)運行狀態(tài)時，其電壓下垂控制曲線和頻率下垂控制曲線分別如圖12的左下圖和圖12的右下圖所示，其中，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的運行狀態(tài)如A1點所示(A1點對應(yīng)的電壓為V₁，A點對應(yīng)的頻率為f₁)。即在并網(wǎng)運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為離網(wǎng)運行狀態(tài)的過程中，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的運行狀態(tài)由A點下滑至A1點，電壓下垂控制曲線和頻率下垂控制曲線分別由經(jīng)過A點的曲線下降為經(jīng)過A1點的曲線。如圖所示，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的電壓幅值下降ΔV，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的頻率下降Δf。同時，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127執(zhí)行圖5-圖10所示的下垂控制，來補償微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的電壓，從而使微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的電壓迅速達到穩(wěn)定狀態(tài)。

如果微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127從并網(wǎng)運行狀態(tài)被切換為離網(wǎng)運行狀態(tài)不是由中央控制裝置101控制的，則微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)可能發(fā)生故障，其運行狀態(tài)可能由A點降至B點，此時，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127可通過下垂控制來保持電壓和頻率，以免造成電壓和頻率過量下跌，并在下一次并網(wǎng)之前清除故障信息。

當微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127由離網(wǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為并網(wǎng)狀態(tài)的運行狀態(tài)時，為將所述自身斷路器131連接，并保持所述并網(wǎng)斷路器連接，使微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127與400V母線連接，也就是說使微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127與微電網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)，從而使微電網(wǎng)系統(tǒng)處于并網(wǎng)運行狀態(tài)。

圖13是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127由離網(wǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為并網(wǎng)狀態(tài)的運行狀態(tài)的示圖。如圖所示，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127在離網(wǎng)運行狀態(tài)下，其電壓下垂控制曲線和頻率下垂控制曲線分別如圖13的左上圖和圖13的右上圖所示，其中，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的運行狀態(tài)如A點所示。

當微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127從離網(wǎng)運行狀態(tài)被切換為并網(wǎng)運行狀態(tài)時，其電壓下垂控制曲線和頻率下垂控制曲線分別如圖13的左中圖和圖13的右中圖所示，其中，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的運行狀態(tài)由A1點提升至A點。即在離網(wǎng)運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為并網(wǎng)運行狀態(tài)的過程中，電壓下垂控制曲線和頻率下垂控制曲線分別由經(jīng)過A1的曲線(如圖中實線所示)上升為經(jīng)過A點的曲線(如圖中虛線所示)。如圖所示，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的電壓幅值上升ΔV，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的頻率上升Δf。同時，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)執(zhí)行圖5-圖10所示的下垂控制，來補償微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的電壓，從而使微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127的電壓迅速達到穩(wěn)定狀態(tài)。

如果微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127從離網(wǎng)運行狀態(tài)被切換為并網(wǎng)運行狀態(tài)不是由中央控制裝置101控制的，則微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127可能發(fā)生故障，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127可通過圖5-圖10所示的下垂控制來保持電壓和頻率，以免造成電壓和頻率過量升高，同時避免瞬時電流過大而造成嚴重后果。并在并網(wǎng)之前清除故障信息。

在將微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127從離網(wǎng)運行狀態(tài)切換為并網(wǎng)運行狀態(tài)的過程中，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127與400V母線電壓的頻率、相位等參數(shù)均不相同，為了提高離網(wǎng)運行狀態(tài)與并網(wǎng)運行狀態(tài)的切換速度，可采用改變下垂系數(shù)和給定功率的方法。

改變頻率下垂控制曲線的下垂系數(shù)，即為改變下垂控制曲線的斜率，使下垂控制曲線的斜率的絕對值增大，因此Δf增大，即400V母線和微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)之間的頻率差加大，從而加快了微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127對400V母線電壓的相角跟蹤速度。

可選地，還可通過改變給定功率的方法加快離網(wǎng)運行狀態(tài)與并網(wǎng)運行狀態(tài)的切換速度。例如，由于頻率下垂控制曲線的斜率為負數(shù)，因此當給定功率減小時，則Δf增大，即400V母線和微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127之間的頻率差加大，從而加快了微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127對400V母線電壓的相角跟蹤速度。

如圖13的右下圖所示，即為改變下垂系數(shù)和給定功率來加快微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127從離網(wǎng)運行狀態(tài)切換為并網(wǎng)運行狀態(tài)的速度的控制曲線，圖中，A1點對應(yīng)的頻率為f₁，對應(yīng)的有功功率為P_max；A對應(yīng)的頻率為f₀，對應(yīng)的有功功率為P_ref；有功功率在P_min和P_max之間調(diào)整。如圖所示，頻率下垂控制曲線的斜率被調(diào)整為(f₂-f₁)/(P_min-P_max)。

如圖13的左下圖所示，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127通過相位跟蹤的方式，與400V母線的相位保持一致，此外，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127還包括13次諧波濾出的濾波系統(tǒng)，所述濾波系統(tǒng)可濾除所述母線電壓的高次諧波，保持相位跟蹤的準確性。

圖14是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127對400V母線進行相位跟蹤的原理圖。圖15是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127對400V母線進行相位跟蹤相位示圖。

如圖所示，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127與400V母線之間的阻抗角相位為V_R+jX，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127輸出的電壓相位V_system通過向量加法對400V母線電壓相位V_grid進行跟蹤，并與V_grid保持一致，即V_system+V_R+jX＝V_grid。

此外，在將微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127從離網(wǎng)運行狀態(tài)切換為并網(wǎng)運行狀態(tài)時，還需要確定切換瞬間的最大電流值，以便于對切換相角的控制，并可有助于根據(jù)最大電流值選擇電網(wǎng)中的器件。根據(jù)圖15所示，最大電流值|I_R+jX|_max可根據(jù)以下等式確定：

|I_R+jX|_max≈V_grid·θ/|R+jX|

微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127通過下垂控制實現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)的動態(tài)無功補償以及功率因數(shù)調(diào)整，通過在-10％～+10％的頻率波動率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)頻率以及在-10％～7％的電壓波動率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電壓，保證了正常運行中母線電壓的穩(wěn)定并改善了電能的質(zhì)量。并且，微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127能夠在離網(wǎng)運行狀態(tài)與并網(wǎng)運行狀態(tài)的切換中通過下垂控制補償電壓并調(diào)整功率因數(shù)，實現(xiàn)-200kW～200kW的范圍內(nèi)動態(tài)調(diào)節(jié)微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127有功功率，以及在-200kVA～200kVA的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)微電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定控制裝置127無功功率，并通過改變下垂系數(shù)以及治理13次以下的電壓或電流諧波來提高相位跟蹤速度，從而提升離網(wǎng)運行狀態(tài)與并網(wǎng)運行狀態(tài)的切換速度，使離網(wǎng)運行狀態(tài)與并網(wǎng)運行狀態(tài)的切換時間小于10ms。

雖然以上描述了示例性實施例，但這些實施例并不意在描述本發(fā)明的所有可能形式。更確切地說，說明書中使用的詞語是描述性詞語而非限制性詞語，并且應(yīng)理解的是，可在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種改變。此外，可將各種實現(xiàn)的實施例的特征進行組合以形成本發(fā)明的進一步的實施例。