[发明专利]一种微电网电压相角下垂控制方法

说明书

本发明公开了一种微电网电压相角下垂控制方法，包括分布式发电系统、PQ控制器、VSI控制器、同步控制器四部分。本发明采用VSI控制和PQ控制的DG单元在微电网孤岛运行时使用电压—相角下垂控制产生参考电压。因此，可以跟踪负荷功率的变化，实现微电网内部功率平衡。其在微电网并网运行之后转为采用PQ控制，可以不受负荷功率变化的影响而按照功率设定值输出功率，此时由微电网和配电网共同为负荷提供功率。利用设计好的同步控制器可以实现微电网运行模式的无缝转换。

技术领域

本发明涉及一种微电网控制方法，尤其涉及一种微电网电压相角下垂控制方法。

背景技术

微电网将微电源、负荷和电力电子装置等整合成一个独立可控的小型发电系统，在充分发挥分布式发电(DG)优势的同时又能克服其给配电网带来的不利影响，利于新能源和可再生能源发电的大规模应用，成为近年来的研究热点。微电源主要包括光伏电池、燃料电池、微型燃气轮机和风力发电机等分布式电源，以及蓄电池、超级电容器和飞轮等储能装置。微电网既可以并网运行，也可以孤岛运行，还可以在2种运行模式之间进行无缝转换。

微电源通过直流变换器或整流器产生直流电后，再通过逆变器产生交流电，从而形成一个接入微电网的DG单元。对于其中的逆变器一般采用PQ控制或电压源逆变器(VSI)控制，这2种控制方法只需逆变器的当地信息即可实现。采用PQ控制的逆变器可以等效成电流源，其输出功率由功率设定值决定，不受微电网内部功率变化的影响，适用于所有的分布式电源。采用VSI控制的逆变器可以等效成电压源，其输出功率随微电网内部功率的变化而改变，起到调节功率的作用，适用于配备有储能装置的分布式电源。微电网并网运行时，可由配电网为其提供电压和频率支撑；孤岛运行时，由于微电网已经与配电网解列，必需有一定数量的采用VSI控制的DG单元为其提供电压和频率支撑，以保证微电网的正常运行。

发明内容

为了克服微电网同步运行和孤岛运行无缝转换的难题，本发明提出一种微电网电压-相角下垂控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

微电网电压-相角下垂控制方法，包括分布式发电系统、PQ控制器、VSI控制器、同步控制器四部分。

所述分布式发电系统包括逆变器、LC滤波器、控制方法、配电网四部分组成。

所述PQ控制器主要由功率计算、锁相环、电流环控制和坐标变换四部分组成。

所述VSI控制器由功率计算、功率控制、电压电流双环控制和坐标变换四部分组成。

所述同步控制器能够利用PQ控制器和VSI控制器，实现微电网和配电网的电压同步。

本发明的有益效果是：本发明采用VSI控制和PQ控制的DG单元在微电网孤岛运行时使用电压—相角下垂控制产生参考电压。因此，可以跟踪负荷功率的变化，实现微电网内部功率平衡。其在微电网并网运行之后转为采用PQ控制，可以不受负荷功率变化的影响而按照功率设定值输出功率，此时由微电网和配电网共同为负荷提供功率。利用设计好的同步控制器可以实现微电网运行模式的无缝转换。

附图说明

图1 微电网结构。

图2 DG单元结构。

图3 PQ控制器结构。

图4 电流环控制器结构。

图5 VSI控制器结构。

图6 同步控制器结构。

具体实施方案

图1中，该微电网将3个分散的DG单元和1个负荷通过线路和开关并联于母线1，在公共连接点(PCC)通过开关K5和升压变压器连接到10kV配电网。