[发明专利]直流微网的下垂控制改进方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制方法，特别涉及一种直流微网的下垂控制改进方法。

背景技术

微网是指将微型电源、负荷和储能装置结合在一起的电网形式。近年来，随着分布式电源的快速发展和电力电子技术的不断成熟，电网中电源和负载的组成都有了明显的变化，采用直流的供用电设备越来越多。直流发电和用电设备接入传统交流电网不仅增加技术难度，还因增加诸多交直流变换环节而增加投资，同时也会注入大量谐波，给系统可靠性造成影响。相对于传统配电网，直流配电系统具有便于控制、损耗低、电能质量高等显著优点，且不需要对电压的相位和频率进行跟踪，可控性和可靠性更高，因而更适合分布式电源与负载的接入。

目前直流配电系统的控制策略主要有主从控制策略、电压偏差控制策略和电压下垂控制策略。采取主从控制和电压偏差控制的直流微网的冗余性和可扩展性都较差。电压下垂控制是通过设置下垂系数，使得每个微电源有各自独立的下垂关系曲线，可以在无严重依赖通信的分散控制条件下实现功率的快速分配，使系统具有良好的冗余性和可扩展性，被认为是较具潜力的微网控制方式。但在采取传统下垂控制的直流微网中，当连线电阻较大而不能忽略时，会影响功率分配的准确性，此时微电源的出力不再单纯地按与下垂系数成反比分配。

发明内容

本发明是针对传统下垂控制的直流微网中，连线电阻影响功率分配的准确性的问题，提出了一种直流微网的下垂控制改进方法，是一种基于公共母线电压反馈信号的下垂控制改进，该方法能实现比较理想的各微源间功率按各自的下垂系数成反比分配。

本发明的技术方案为：一种直流微网的下垂控制改进方法，多个微电源通过各自对应的变流器输出电功率到公共母线上，所有变流器采用下垂控制，在下垂控制环节各微源设置相同的电压参考值，在负荷侧的公共母线端设置电压测量模块及信号发射器，将检测到的母线电压值信号V₀作为各个微电源的反馈信号作用于变流器下垂控制环节，使每个微电源输出到公共母线上的功率与对应的变流器下垂系数k成反比，当直流微网中含有两个微电源时有下列式子成立：

$\left\{\begin{array}{c}{V}_o=V_{o1\_\mathrm{ref}}-k_1{I}_{o1}\\ V_o=V_{o2\_\mathrm{ref}}-k_2{I}_{o2}\\ V_{o1\_\mathrm{ref}}=V_{o2\_\mathrm{ref}}\end{array}\right.$

其中V_{o1_ref}和V_{o2_ref}分别为两个微电源设定电压参考值，k₁和k₂分别为两个微电源变流器下垂系数，由上式可得：

k₁P₁≈k₂P₂

当直流微网中含有多个微电源时，则有：

k₁P₁≈k₂P₂≈......≈k_nP_n