[发明专利]一种微电网控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电网技术，特别是微电网控制方法。

背景技术

分布式能源系统微型电网技术,是当代电力系统新技术之一，是电力系统应用的最新科技成果之一它是将现代能源转换技术、电网技术、电力电子技术和自动控制技术相结合，发展起来的。能源的使用形式、使用强度、质量和可靠性的要求、使用地可能提供的能源资源、能源种类和形式以及环保的要求、可能的、环保的和有效率的能源转换及使用科技都促使分布式能源和系统及与之相应的分布式电源和负荷构成的微型电网得以迅速发展。

分布式发电的出现很好地解决了不可再生能源日益减少和大型电网集中供电的弊端。分布式电源尽管有很多优点，但是在故障时，分布式电源必须立刻从主网上切除，这就大大限制了分布式电源的效能发挥，微电网的出现则很好地协调了分布式电源与大电网之间的矛盾。微电网由若干个布式电源组成，可以与大电网并网运行，当大电网出现故障时，微电网孤岛运行，独立为负荷供电。微电网中网络结构发生变化或者出现故障时，如何协调各微电源之间关系，以保证在任何情况下都可以对负荷优质供电，这一难点就是微电网的控制技术。

微电网的并网运行，在一定程度上影响了主网的电压质量，产生诸如电压波动、闪变等。计算机、微处理器这类敏感设备对电能质量的要求比较苛刻，即使是几个周期的电压跌落都将影响这些设备的正常工作，给社会造成巨大的经济损失。因此，对电能质量的控制和改善就显得尤为重要了。

随着大量微源和电力电子元器件的接入大电网，给微电网带来了许多电能质量问题，造成诸如电压波动和电压闪变问题、谐波问题、频率波动等问题。针对这些问题，科研人员也制定了相应的措施，诸如电压跌落补偿技术、谐波抑制技术、无功补偿技术等。

其中，静止无功补偿器(S V C)进行无功补偿。以电力电子器件作为无功器件(电容器、电抗器)的控制或开关器件的动态无功补偿装置被称为静止无功补偿器。S V C可以实现平滑地改变输出(或吸收)无功功率，可以满足动态无功补偿的需要，运行维护简单，功率损耗小，响应时间短，对负荷有较强的适应性，在国内外已经被大量应用。

静止无功补偿器SVC已经被广泛用于为电力系统提供无功支持和提高动态电压的稳定性。静止无功补偿器(static var compensator，SVC)对电力系统振荡阻尼的影响和提高电力系统的电压稳定性的性能得到广泛地研究。

针对SVC补偿配电网负荷引起的电压波动、功率因数较低和负载电流不平衡的问题，提出一种多参数控制器，主要由功率因数闭环–负序电流补偿前馈控制支路和SVC安装点电压闭环–负序电流补偿前馈控制支路组成。它可以依据负荷不同运行状态所引起的电能质量问题，进行两条控制支路之间的自动切换。

发明内容

本发明的无功补偿控制系统及控制方法，可以参考多种因素进行控制，能很好根据微电网的波动对公用电网进行实时补偿，最大程度避免因微电网接入造成的对公用电网造成的干扰。

一种微电网控制系统，所述系统包括：功率因数闭环控制模块、电压闭环控制模块、负序补偿电纳计算模块、智能开关、SVC控制模块，

其中功率因数闭环控制模块接收公用电网功率因数设定值以及公用电网功率因数瞬时值，经过功率因数闭环控制模块运算输出第一正序电纳；

电压闭环控制模块接收公用电网电压瞬时值以及公用电网电压设定值，通过电压闭环控制模块计算输出第二正序电纳；

负序补偿电纳计算模块接收微电网电流瞬时值计算出反馈支路的负序补偿电纳；

智能开关控制所述负序补偿电纳有条件地反馈到第一正序电纳或第二正序电纳，最后形成以功率因数和负序补偿为目标的总输出电纳或以电压和负序补偿为目标的总输出电纳；

SVC控制模块接收所述总输出电纳后，控制控制SVC装置向公用电网输出补偿无功功率。

优选地，所述微电网控制系统还包括限幅环节，所述限幅环节对总输出电纳进行限幅处理。

优选地，所述智能开关还包括第二开关，所述第二开关在智能开关的控制下直接控制以功率因数和负序补偿为目标的总输出电纳或以电压和负序补偿为目标的总输出电纳向限幅环节的传输。

优选地，所述功率因数闭环控制模块中包含模糊PI控制器，所述电压闭环控制模块中包含最优非线性PI控制器。