[发明专利]一种具有混合输出特性的逆变电源的控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有混合输出特性的逆变电源的控制方法。

背景技术

近年来，随着电力需求的不断增长，以及能源短缺、环境污染的日益加重，分布式发电技术在各国政府的大力支持下得到了快速的发展。为了充分发挥分布式发电的优点并解决大电网与其之间的矛盾，一般将分布式发电系统以微电网的形式运行，然而随着微电网的接入，出现了一些新的问题，主要是微电网在孤岛运行模式下采用何种控制方式才能维持整个系统的稳定运行。

微电网在孤网状态时，需要对其内部各个微电源进行有效的控制以维持整个系统能够稳定运行，保证系统的电压及频率在合理的范围内。目前，国内外学者主要提出了三种基于换流器接口的逆变电源的控制方式：Droop控制方式（下垂控制方式）、V/f控制方式和PQ控制方式，前两种控制方式主要用于微电网在孤岛运行模式下时为系统提供稳定的电压及频率，但采用下垂控制方式时，随着负荷需求的变化系统的电压幅值及频率也会相应的发生变化，因此下垂控制方式属于有差调节，在负荷需求变化较大时系统的电压幅值及频率可能超出规定的允许偏差范围，不能使系统稳定运行；采用V/f控制方式的逆变电源虽然可以在其可调容量范围内维持系统的电压幅值及频率不变，但是只能运行于微电网的孤岛模式下，不能并网运行；采用PQ控制方式的逆变电源不能独立运行，只能运行于有其他电源提供电压及频率支撑的情况下。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有混合输出特性的逆变电源的控制方法，用以克服现有技术Droop控制与V/f控制的缺陷，以解决现有逆变电源控制方式无法实现在并网模式和孤岛模式下均维持整个系统稳定运行的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

一种具有混合输出特性的逆变电源的控制方法，至少包括如下步骤：

并网控制步骤：在微电网处于并网运行模式时，采用Droop控制方式；

切换控制步骤：微电网由并网运行模式切换为孤岛运行模式时，继续采用Droop控制方式直到系统的电压幅值、频率下降到其设置的参考值V_ref、f_c时，切换为V/f控制方式。

在V/f控制方式下，当其输出的功率达到V/f控制区段的最大输出功率时自动切换为Droop控制方式。

逆变电源采用SPWM控制方式控制功率开关器件IGBT的导通和关断。

一种具有混合输出特性的逆变电源的控制装置，至少包括如下模块：

并网控制模块：在微电网处于并网运行模式时，采用Droop控制方式；

切换控制模块：微电网由并网运行模式切换为孤岛运行模式时，继续采用Droop控制方式直到系统的电压幅值、频率下降到其设置的参考值V_ref、f_c时，切换为V/f控制方式。

在V/f控制方式下，当其输出的功率达到V/f控制区段的最大输出功率时自动切换为Droop控制方式。

逆变电源采用SPWM控制方式控制功率开关器件IGBT的导通和关断。

本发明的基于换流器接口的逆变电源的控制方法及系统适用于微电网电源通过并网换流器与大电网连接的系统，在微电网并网运行时，其内部的逆变电源可以采用Droop控制方式跟随系统的电压频率输出相应的功率；微电网切换为孤岛模式时，具有混合输出特性的逆变电源在系统频率达到其设置的参考频率时就会由Droop控制方式切换为V/f控制方式，作为主控电源来提供电压及频率支撑，当其输出的功率达到V/f控制区段的最大输出功率时又自动切换为Droop控制方式，而由另外的微电源来稳定电压及频率。由此可以看出，本发明不但可以运行于微网的并网模式下，还可以运行于微网的孤岛模式下，为系统提供稳定的电压幅值及频率，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是基于换流器接口的具有混合输出特性的逆变电源的控制系统示意图；

图2是本发明的P-f下垂特性曲线图；

图3是本发明的Q-V下垂特性曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

逆变电源（即图1中微电源）通过并网换流器与大电网连接，换流器控制模块通过电压电流检测模块获得的反馈变量、锁相环模块得到的实时频率、功率计算模块得到的逆变电源输出的有功和无功功率以及设定的参考变量进行逻辑判断，最终输出SPWM调制信号，并与载波信号相比较，在两者的交点时刻控制换流器的功率开关器件IGBT的导通和关断。