1.一種基于內(nèi)??刂频奈㈦娋W(wǎng)并離網(wǎng)平滑切換控制方法,其特征在于,該控制方法包括下述步驟:
步驟10)利用微電網(wǎng)能量管理器采集主電網(wǎng)運行信息,根據(jù)主電網(wǎng)的運行信息選擇微電網(wǎng)操作模式,并下發(fā)操作指令到微電網(wǎng)主逆變器;若主電網(wǎng)正常運行,微電網(wǎng)工作于并網(wǎng)模式;若主電網(wǎng)發(fā)生故障,微電網(wǎng)工作于離網(wǎng)模式;
步驟20)主逆變器功率環(huán)采用下垂控制方式,產(chǎn)生主逆變器參考電壓及參考頻率,如式(1)和式(2)所示:
winv=wn-m(P-Pn) 式(2)
式中,表示主逆變器本地輸出電壓參考指令,單位:千伏;vn表示主逆變器輸出電壓的額定值,單位:千伏;n表示分布式電源的電壓下垂特性系數(shù),單位:千伏/兆乏;Q表示分布式電源實際輸出無功功率,單位:兆乏;Qn表示在額定電壓下,分布式電源輸出無功功率,單位:兆乏;winv表示主逆變器本地角頻率參考指令,wn表示主逆變器角頻率額定值,單位:弧度/秒;m表示分布式電源的頻率下垂特性系數(shù),單位:弧度/秒·兆瓦;P表示分布式電源實際輸出有功功率,單位:兆瓦;Pn表示在額定角頻率下,分布式電源輸出有功功率,單位:兆瓦;
步驟30)采集微電網(wǎng)運行數(shù)據(jù),將基于擾動觀測器的內(nèi)模控制應用于電壓電流雙環(huán)控制器,提高控制系統(tǒng)魯棒性和跟蹤性能;
步驟40)根據(jù)微電網(wǎng)運行模式,進行電壓和相位的控制:微電網(wǎng)由并網(wǎng)模式切換至離網(wǎng)模式時,保持上一時刻操作值,避免暫態(tài)擾動;微電網(wǎng)由離網(wǎng)模式切換至并網(wǎng)模式時,進行預同步操作,使偏差減小至允許范圍內(nèi)。
2.按照權利要求1所述的基于內(nèi)模控制的微電網(wǎng)并離網(wǎng)平滑切換控制方法,其特征在于,所述的步驟30)包括:電壓外環(huán)采用比例積分控制器,如式(3)所示:
式中,表示在dq參考坐標系下,電流環(huán)參考設定值的d軸分量,單位:千安;kup表示電壓比例積分控制器中比例項系數(shù),kui表示電壓比例積分控制器中積分項系數(shù),1/s表示積分作用;表示在dq參考坐標系下,的d軸分量,vod表示在dq參考坐標系下,主逆變器輸出電壓vo的d軸分量,Cf表示逆變器終端所連接的LC濾波器中電容器數(shù)值,單位:法拉;表示在dq參考坐標系下,主逆變器輸出電壓vo的q軸分量,單位:千伏;表示在dq參考坐標系下,電流環(huán)參考設定值的q軸分量,單位:千安;表示在dq參考坐標系下,的q軸分量,單位:千伏;dq參考坐標系是指將abc交流坐標系經(jīng)過派克變換得到的直流旋轉坐標系;
電流內(nèi)環(huán)采用比例控制器,如式(4)所示:
式中,vid表示在dq參考坐標系下,主逆變器電流控制器輸出的調(diào)制波電壓的d軸分量,viq表示在dq參考坐標系下,主逆變器電流控制器輸出的調(diào)制波電壓的q軸分量,單位:千伏;kip表示電流比例控制器中比例項系數(shù),iid表示在dq參考坐標系下,主逆變器輸出電流值的d軸分量,iiq表示在dq參考坐標系下,主逆變器輸出電流值的q軸分量,單位:千安;Lf表示逆變器終端所連接的LC濾波器中電感數(shù)值,單位:亨利;
根據(jù)式(3)和式(4),建立電壓電流雙環(huán)模型作為廣義被控對象,如式(5)所示:
式中,G(s)表示廣義被控對象,kpwm表示主逆變器電壓增益,Rf表示濾波器中濾波電阻,s表示表示微分;
內(nèi)??刂破髑梆來椚缡?6)所示,擾動觀測器前饋項如式(7)所示:
式中,f(s)表示內(nèi)??刂魄梆來椀牡屯V波器,Gn(s)表示廣義被控對象的標稱模型;λ表示f(s)的濾波時間常數(shù),單位:秒;表示Lf的標稱值;表示Cf的標稱值;表示Rf的標稱值;Q(s)表示擾動觀測器前饋項的低通濾波器,Tf表示Q(s)的濾波時間常數(shù),單位:秒;
內(nèi)模控制前饋項對應控制系統(tǒng)跟蹤性能,通過前饋補償將輸入輸出傳遞函數(shù)單位化,提高設定值跟蹤性能;擾動觀測器前饋項對應控制系統(tǒng)抗擾性能,實時估計微電網(wǎng)運行工況下等效功率擾動,并通過前饋補償于電流環(huán)設定值,提高系統(tǒng)魯棒性,將基于擾動觀測器的內(nèi)模控制應用于電壓電流環(huán),提高控制系統(tǒng)動態(tài)性能。
3.按照權利要求1所述的基于內(nèi)模控制的微電網(wǎng)并離網(wǎng)平滑切換控制方法,其特征在于,所述的步驟30)中,主逆變器本地輸出電壓參考指令與主逆變器輸出電壓vo的差值由電壓外環(huán)消除。
4.按照權利要求1所述的基于內(nèi)??刂频奈㈦娋W(wǎng)并離網(wǎng)平滑切換控制方法,其特征在于,所述的步驟30)中,擾動觀測器前饋項實時估計微電網(wǎng)運行工況下等效功率擾動,所述擾動包括分布式電源功率輸出擾動、負載消耗功率擾動以及模型參數(shù)攝動。
5.按照權利要求1所述的基于內(nèi)??刂频奈㈦娋W(wǎng)并離網(wǎng)平滑切換控制方法,其特征在于,所述的步驟40)具體包括:首先對電網(wǎng)電壓鎖相,采集電網(wǎng)側相角θg與主逆變器相角θinv進行比較,經(jīng)過積分作用得到頻率補償量Δwc,將頻率補償量Δwc補償于主逆變器本地角頻率參考指令winv中;為保證微網(wǎng)側頻率及相角同時跟隨電網(wǎng)側額定值,需維持兩側相角重合狀態(tài)一定時間,當滿足設定時間時,頻率預同步完成;對于幅值預同步,采集主逆變器輸出電壓vo與電網(wǎng)側額定電壓vg進行比較,經(jīng)過積分作用得到電壓補償量Δvc,將電壓補償量補償于主逆變器本地輸出電壓參考指令中;當微網(wǎng)側和電網(wǎng)側的相角偏差和電壓幅值偏差同時減小至允許范圍內(nèi),預同步過程完成,進行并網(wǎng)操作。