[发明专利]基于谐波注入的无互连线孤岛微电网频率无静差控制方法

说明书

一种基于谐波注入的无互连线孤岛微电网频率无静差控制方法，构建采用P‑f/Q‑v下垂控制算法控制的两台逆变器并联系统；在传统P‑f/Q‑v下垂控制算法下运行得到逆变器的输出电压幅值与频率；将标准工频50Hz与逆变器输出的电压频率值作差得到频率误差值，经PI调节器后的输出作为频率补偿值并添加给第一台逆变器下垂控制中的频率给定值；通过谐波注入模块向并联系统添加频率恒定但幅值与补偿量相关的谐波电压；通过第二台逆变器的谐波提取模块提取的谐波电流的幅值反向计算出频率补偿量；将计算出的频率补偿量添加给第二台逆变器下垂控制中的频率给定值，实现并联逆变器系统的频率无差控制。本发明能实现频率无差控制且不影响有功功率分配，简化系统并提高系统灵活性。

技术领域

本发明涉及微电网领域，尤其是一种孤岛微电网无互连线频率控制方法。

背景技术

随着近年来能源与环境问题日益严重，微电网技术得到了大规模的发展，由于微电网中逆变器多采用下垂控制，因此当其运行在孤岛模式时由于下垂控制的固有特点将导致在负载不为额定值时系统电压幅值与频率偏离给定产生静差，这是微电网控制中的一大难点。现有的频率控制方法多是针对单台逆变器运行的情况，少数考虑了多台并联情况的控制方法也需要额外引入互连线，增加了成本并且影响系统灵活性。

为了实现孤岛微电网的高质量运行必须对频率进行控制，但是现有控制方法存在增加成本且影响灵活性的问题。为解决此问题，本发明提出了一种基于谐波注入的无互连线孤岛微电网频率无差控制方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种实现系统频率无差控制、保持系统灵活性的基于谐波注入的无互连线孤岛微电网频率无静差控制方法。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述方法步骤如下：

步骤1，构建采用P-f/Q-v下垂控制算法控制的两台逆变器并联系统；

步骤2，按照传统P-f/Q-v下垂控制算法的下垂关系，即f＝f^*-m(P-P^*)，V＝V^*-n(Q-Q^*)进行控制得到逆变器的输出电压幅值与频率，其中f为输出电压频率，f^*为下垂控制额定频率，m为有功下垂系数，P为逆变器输出有功功率，P^*为下垂控制额定有功功率；V为输出电压幅值，V^*为下垂控制额定电压幅值，n为无功下垂系数，Q为逆变器输出无功功率，Q^*为下垂控制额定无功功率；

步骤3，将标准工频50Hz与逆变器输出的电压频率值作差得到频率误差值，经PI调节器后的输出作为频率补偿值并添加给第一台逆变器下垂控制中的频率给定值；

步骤4，通过谐波注入模块向并联系统添加频率恒定但幅值与补偿量相关的谐波电压；

步骤5，通过第二台逆变器的谐波提取模块提取的谐波电流的幅值反向计算出频率补偿量；

步骤6，将计算出的频率补偿量添加给第二台逆变器下垂控制中的频率给定值，实现并联逆变器系统的频率无差控制。

进一步的，所述步骤3的内容为：

步骤3.1，在并联系统中第一台逆变器的频率控制中添加一个PI调节器，调节器输入为系统频率与工频的差值；

步骤3.2，将调节器输出作为下垂控制的频率补偿量，此时P-f关系变为：

f＝(f^*+Δf)-m(P-P^*) (1)

式中，f输出电压频率，f^*为下垂控制额定频率，Δf为频率给定值补偿量即PI调节器输出值，m为有功下垂系数，P为逆变器输出有功功率，P^*为下垂控制额定功率。