[发明专利]基于动态解耦的单相电压源型逆变器功率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电控制技术，特别涉及一种基于动态解耦的单相电压源型逆变器功率控制方法。

背景技术

微电网是将分布式能源纳入中、低压配电网以解决未来能源问题及利用新能源、绿色能源的重要途径。分布式电源(Distributed Generation，DG)是微电网的主要电源形式。目前，微电网及分布式电源的研究和开发已经引起全球性关注。并且已经在微电网及分布式电源的理论和实验研究方面取得了不小的进展。

 微电网中的分布式电源与大电网概念下的分布式电源在单体的功率控制方法上是相同的，但是由于微电网中的分布式电源肩负着支撑微电网运行的责任，因而不能像大电网中的分布式电源那样一旦遇到大电网发生故障则退出运行。所以，微电网中的分布式电源控制是微电网研究中的关键问题之一。

分布式电源是微电网主要的能量源，一般通过电力电子逆变器的电气耦合方式输出功率。根据逆变器电气参数的控制类型，逆变器的控制方式主要有电压源控制方式和电流源控制方式。电流源控制方式的优点在于能够精确地控制输出有功、无功功率及限制故障电流，缺点在于运行时需要其它电源提供参考电压，难以独立带负载运行；以及在缺乏高性能的大电感元件时（大电感稳流方式需要超导技术的普及作为支撑），电流源逆变器输出电流质量难以保证。电压源控制方式的优点是能够单独带负载运行；以及大电容储能及稳压技术的迅速兴起使得电压源输出电压波形质量有所保证，缺点是难以完全地解耦有功、无功控制；对故障电流缺乏限制能力。

鉴于当前广泛使用零-火线单相电源接口及负载的家庭用户是未来微电网中的重要组成部分，因此研究单相逆变器的控制策略对于推广微电网及分布式电源在居民住宅小区内的应用具有积极意义。

发明内容

本发明是针对传统电压源控制方案难以完全地解耦有功、无功控制的问题，提出了一种基于动态解耦的单相电压源型逆变器功率控制方法，采用电压源型单相逆变器作为分布式电源接口，并实现其有功、无功的完全解耦。

本发明的技术方案为：一种基于动态解耦的单相电压源型逆变器功率控制方法，具体步骤包括：

1）微电网母线通过微电网调度将母线电压参数E₀送入功率解耦控制器；测定单相电压源传输线路的线路阻抗                                               送入功率解耦控制器；单相电压源E₁∠δ的输出端口的E₁、δ采集后送入功率解耦控制器；

2）功率解耦控制器将步骤1）采集到的动态的E₁、 E₀、δ、值代入下面公式：

A=

B=

C=

D=

3）功率解耦控制器将A、B、C、D参数代入解耦环节计算公式：将频率、电压耦合控制有功、无功的关系完全解耦为频率控制有功，电压控制无功的两个单变量传递函数；

4）将步骤3）得到的解耦参数输出通过PWM控制调节单相电压源型逆变器，单相电压源带家用负载。

本发明的有益效果在于：本发明基于动态解耦的单相电压源型逆变器功率控制方法，克服了传统电压源型逆变器无法精确控制有功、无功的缺点，实现了带负载调节输出功率的功能，是单相微电网中较为理想的分布式电源控制方案。

附图说明

图1为单机无穷大系统原理图；

图2为传统近似解耦仿真曲线图；

图3为本发明基于动态解耦的单相电压源型逆变器中单机动态解耦仿真曲线图；

图4为本发明基于动态解耦的单相电压源型逆变器中有功，无功解耦控制框图；

图5为本发明基于动态解耦的单相电压源型逆变器系统图；

图6为本发明基于动态解耦的单相电压源型逆变器输出功率调节过程图。

具体实施方式

本发明是通过以下技术方案实现的。在图1所示单机无穷大系统原理图中，定义分布式单相电源为E₁∠δ，大电网为E₀∠0，线路阻抗为。则由单相交流电功率的定义可得式(1)：

         （1）

            （2）

       （3）