[发明专利]一种交直流混合微网中交直潮流断面的模糊协调控制方法

说明书

一种交直流混合微网中交直潮流断面的模糊协调控制方法，包括：在由多台AC/DC双向换流器组成的交直潮流断面中，选择一台以上AC/DC双向换流器控制交流区频率，其余的AC/DC双向换流器控制直流母线电压；其中，用于控制交流区频率的AC/DC双向换流器，是采用频率‑有功下垂控制方法进行控制，将检测到的交流区频率作为输入量，通过频率‑有功下垂控制维持交流区频率的恒定；用于控制直流母线电压的AC/DC双向换流器，是采用电压‑有功下垂控制方法，将检测到的直流母线电压作为输入量，通过电压‑有功下垂控制维持直流母线电压的恒定。本发明能够避免自适应逆理论对下垂控制过度调节带来的振荡问题，提高传输功率的动态响应速度。

技术领域

本发明涉及一种交直流混合微网中多台AC/DC双向换流器。特别涉及一种交直流混合微网中由多台AC/DC双向换流器构成的交直流混合微网中交直潮流断面的模糊协调控制方法。

背景技术

交直流混合微网综合了交流微网和直流微网的优势，为高密度分布式能源接入配电网提供了有效途径。一般情况下，交直流混合微网存在并网与离网两种运行模式，由于分布式电源出力的间歇性和波动性，与并网运行模式相比，离网模式下微网缺乏大电网的功率支撑，微网内电压和频率的波动将更加频繁，波动幅度也将增大。因此，对交直流混合微网离网运行时的控制方法提出了更高的要求。

交直潮流断面连接交直流混合微网的交流区和直流区，能够实现交流子微网和直流子微网之间的有功功率的相互支撑。多台AC/DC双向换流器构成了交直流混合微网的交直潮流断面，在交直流混合微网离网运行时，AC/DC双向换流器通过动态调节传输功率平抑交流子微网和直流子微网的功率波动，维持交直流混合微网内电压和频率的恒定。

下垂控制是目前AC/DC双向换流器中最常用的控制方式，具有无需通信，合理分配传输功率的优势，但下垂控制存在功率输出与频率(电压)偏差的固有矛盾，在传输功率波动较大时频率(电压)将产生较大偏差。基于自适应逆理论的下垂控制通过调节下垂系数实现了频率(电压)的零误差调节，但是在稳态时下垂系数会来回波动，导致系统振荡，在功率波动较大时，基于自适应逆理论的下垂控制又存在下垂系数调整速度过慢，超调量偏大的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种交直流混合微网中交直潮流断面的模糊协调控制方法，能够使交直流混合微网中的AC/DC双向换流器克服传统下垂控制中功率输出与频率(电压)偏差的固有矛盾，加快功率的动态响应，降低频率(电压)的超调量，并能避免对下垂系数的过度调节。

本发明所采用的技术方案是：一种交直流混合微网中交直潮流断面的模糊协调控制方法，包括：在由多台AC/DC双向换流器组成的交直潮流断面中，选择一台以上AC/DC双向换流器控制交流区频率，其余的AC/DC双向换流器控制直流母线电压；其中，用于控制交流区频率的AC/DC双向换流器，是采用频率-有功下垂控制方法进行控制，将检测到的交流区频率作为输入量，通过频率-有功下垂控制维持交流区频率的恒定；用于控制直流母线电压的AC/DC双向换流器，是采用电压-有功下垂控制方法，将检测到的直流母线电压作为输入量，通过电压-有功下垂控制维持直流母线电压的恒定。

所述的频率-有功下垂控制方法，包括如下步骤：

1)通过检测交流区频率得到频率检测值，将频率设定值与频率检测值相减，得到频率误差信号；

2)将频率误差信号分别输入到模糊控制器、自适应逆控制器和二次控制器中，并将频率设定值和频率检测值输入到自适应逆控制器中；

3)模糊控制器根据得到的误差信号分别输出频率迭代步长信号和频率二次控制信号，并将频率迭代步长信号输入到自适应逆控制器中，将频率二次控制信号输入到二次控制器中；

4)自适应逆控制器根据频率误差信号和频率迭代步长信号得到频率-有功下垂系数，再将频率-有功下垂系数与频率误差信号相乘，得到频率功率偏差信号；二次控制器根据模糊控制器输出的频率二次控制信号和频率误差信号得出频率二次功率偏差；