[发明专利]一种具有二次调频调压特性的逆变器下垂控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有二次调频调压特性的逆变器下垂控制方法，其属于分布式电源逆变器输出控制技术及微电网系统微电源输出控制领域。

背景技术

微电网系统能够根据主网运行状况的不同在并网模式和孤岛模式灵活切换，使其成为智能电网的重要组成部分。微电网运行模式切换的稳定实现依赖于底层微电源的运行方式或出力的调整。其中底层微电源的控制方式主要包括主从控制和下垂控制。主从控制在并网/孤岛切换过程中要求能够快速切换控制方式，而孤岛检测的准确性和快速切换的要求会直接影响其孤岛运行的稳定性。而在下垂控制方式下，所有的微电源地位平等，且能够在微电网并网/孤岛模式切换过程中，维持控制方式稳定同时，能够自动在逆变器之间分配负荷功率的变化额度，能够实现微电网“即插即用”的要求。

逆变器采用传统下垂控制的缺点在于其模拟的是传统同步发电机的一次调频特性，在负荷变动较大时会造成较大的频率偏差，导致电能质量下降。

1)同步发电机的一次调频及二次调频描述如下：

发电机的单位调节功率K_G，即为发电机组原动机或电源的频率特性的斜率。

KG=-ΔPGΔf(MW/Hz)]]>

负荷的单位调节功率K_L，即综合负荷的静态频率特性的斜率。

KL=ΔPLΔf(MW/Hz)]]>

其中，ΔP_G为发电机出力变化量；ΔP_L为负荷需求变化量；Δf为系统频率偏离额定频率的变化量。K_G和K_L均为正值；在后续推导过程中，ΔP_G和ΔP_L均以功率的增大为正；Δf取频率的上升为正。

以负荷功率增加为例进行说明一次调频过程，可参考图1。在f-P平面上，发电机组原动机的频率特性和负荷频率特性的交点就是系统的原始运行点，设为O。设在点O运行时负荷突然增加ΔP_LO，即负荷的频率特性突然增加ΔP_LO，由直线P_L向右平移为P′_L，直线则由于负荷突增时发电机组功率不能及时随之变动，机组将减速，系统频率将下降。而在系统频率下降的同时，发电机组的功率将因它的调速器的一次调整作用而增大，负荷在功率将因它本身的调节效应而减少。前者沿原动机的频率特性向右增加，后者沿负荷的频率特性向左减少，经过一个衰减的振荡过程，抵达一个新的平衡点，即O′。

一次调频的公式描述：

ΔP_LO=-(K_G+K_L)Δf

当负荷增加量ΔP_LO较大，会导致Δf较大，从而使得系统频率偏离额定频率较多，电能质量不合格。这种情况下可以借助频率的二次调整来进行实现频率偏差的修订。