[发明专利]一种微电网不平衡电压分层优化控制方法

说明书

本发明公开了一种微电网不平衡电压分层优化控制方法，其特征是采用分层控制结构，本地负序电压下垂控制实现不对称电压的一次补偿，二次协调优化控制实现不对称电压的二次补偿以及负序无功的精确分配，多代理结构的引入保证了系统协同优化控制。本发明方法实现了减小电压不对称度在要求范围内的同时保证每台逆变器承担的负序无功功率根据逆变器容量按比例精确分配，提高系统稳定性，减少系统不平衡电压补偿设备投资。

技术领域

本发明涉及新能源发电领域微电网技术，尤其涉及一种微电网不平衡电压分层优化控制方法。

背景技术

微电网是目前分布式发电领域的研究热点之一。在低压微电网中，PCC点电压与逆变器输出电压出现三相不对称的现象普遍存在，影响系统的稳定性。对于一些电压敏感型负荷，如感应电动机和功率转换器等，严重的电压不平衡会直接导致设备损坏。造成微电网电压不平衡的原因主要有：微电网三相负载不平衡、使用大容量单相负载和可能出现的不对称故障。因此，国际电工委员会明确规定电力系统中电压不对称度限制在2％以内。此外，微电网带三相不对称负载时，会产生一定容量的负序无功功率，为了避免单台逆变器承担较多负序无功功率，影响系统的稳定运行，如何实现微电网中负序无功功率按给定比例精确分配也是不对称条件下微电网系统亟待解决的问题。

目前配电网中常用有源电力滤波器来补偿不平衡负荷造成的不平衡电流，以实现对电压的补偿，可以通过串联有源电力滤波器向微电网中叠加负序电压来实现，也可以通过并联有源电力滤波器来注入不平衡电流实现电压的补偿。采用有源电力滤波器是一个简单有效的补偿方法，但是在实际的微电网系统中，因为负荷的分散性以及负荷接入时间的随机性，如何配置有源电力滤波器的容量以及如何确定其安装位置，是采用这种方法时需要面对的难题，同时大量有源电力滤波器的使用也会增加微电网系统的成本。如何能利用微电网中的逆变器来实现不平衡补偿，将有利于提高不对称电压补偿的灵活性和减小成本；已有文献[1]“A cooperative imbalance compensation method for distributed-generation interface converters,”公开了通过传统的下垂方法提出可自我调节的负序无功-电导下垂控制(Q^--G)的方法得到负序补偿电导；文献[2]“Negative-sequenceadmittance control scheme for distributed compensation of grid voltageunbalance”提出负序电压-电纳下垂控制(V^--Y)方法得到负序补偿电纳，所得到的负序补偿电导或负序补偿电纳进而与负序电压作用得到负序补偿电流作用于电流环实现不对称电压的补偿。这种通过负序补偿电导或负序补偿电纳实现不对称电压补偿方法的缺点是多逆变器间的负序无功功率的分配精确性受线路阻抗特性的影响。另有文献[3]“A newcontrol strategy for a Multi-Bus MV microgrid under unbalanced conditions”引入虚拟阻抗策略将逆变器的负序输出阻抗控制为阻性，可以得到较好的负序电流分配效果，但此方法仅适用于线路阻抗较小的运行环境，当逆变器采用LCL型滤波器时，网侧的滤波电感可能导致不同逆变器间的连线阻抗差异较大，由于需要引入较大阻值的虚拟阻抗来克服连线阻抗差异，将产生额外的负序电压分量，加剧微电网母线电压的不对称度。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种微电网不平衡电压分层优化控制方法，以实现减小电压不对称度在要求范围内的同时保证每台逆变器承担的负序无功功率根据逆变器容量按比例精确分配。

本发明为解决技术采用如下技术方案：

本发明微电网不平衡电压分层优化控制方法的特点是：