[发明专利]基于P-DPC的STATCOM/BESS微电网协同控制方法及其系统

说明书

本发明公开了一种对微电网中的STATCOM/BESS装置改进的控制方法及其系统，属于电能质量优化领域，电网的电源输出端和负载之间连接有STATCOM，STATCOM中的电压逆变器的两端并联有蓄电池组组成STATCOM/BESS，电源输出端依次连接有瞬时功率计算模块、功率预测模块和SVPWM调制模块，SVPWM调制模块的输出端输出目标矢量信号驱动STATCOM中的三相桥臂。本发明通过对微电网中的STATCOM/BESS装置进行改机，使得STATCOM/BESS系统输出功率波动小、直流侧电压稳定且具有很好的功率跟踪控制和快速调节功率能力。

技术领域

本发明属于电能质量优化领域，涉及微电网电能质量优化和控制方法，具体为一种对微电网中的STATCOM/BESS装置改进的控制方法及其系统。

背景技术

分布式微电网技术作为现代电力系统的关键技术之一引起了各国科研人员的高度重视，成为近年来电力行业研究中的重要一面。静止同步补偿器(STATCOM)在电网中的无功补偿能力和稳定电压的作用使得其在微电网中被广泛应用。但是STATCOM中的电压型逆变器在工作过程中主要是与微电网系统进行无功交换，当系统中存在有功损耗时STATCOM的作用就有所欠缺了。而如果在STATCOM系统中加入蓄电池系统(BESS)，组合成一种既可以对系统进行无功补偿又可以调节有功功率的新装置，即带蓄电池储能系统的静止同步补偿器STATCOM/BESS。对该装置进行合理的控制能有效地实现电能质量的优化。

传统直接功率控制(DPC)是由开关表中预存的电压矢量选择开关状态，并由脉冲生成模块对三相桥臂上的开关管进行通断控制进而实现对功率的调节。因此直接功率控制的核心是开关表模块，开关表的电压矢量和开关状态的对应关系精确度将直接影响控制效果。传统预测功率下的直接功率控制(P-DPC)可以在没有开关表上电压矢量和开关状态的固定的对应关系下实现开关频率的灵活变化，从而对STATCOM/BESS系统进行控制。但这种多应用于PWM整流器中的控制方法为了简化算法往往是将无功功率置零后再进行控制，而在具有STATCOM/BESS装置的微电网系统中需综合考虑对有功功率和无功功率的控制效果，因此这种控制方法会导致对无功功率控制不足，并且该控制方法采用的线性插值预测参考功率的误差较大。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种对微电网中的STATCOM/BESS装置改进的控制方法及其系统，使得STATCOM/BESS系统输出功率波动小、直流侧电压稳定且具有很好的功率跟踪控制和快速调节功率能力。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于P-DPC的STATCOM/BESS微电网协同控制系统，电网的电源输出端和负载之间连接有STATCOM，STATCOM中的电压逆变器的两端并联有蓄电池组组成STATCOM/BESS，电源输出端依次连接有瞬时功率计算模块、功率预测模块和SVPWM调制模块，SVPWM调制模块的输出端输出目标矢量信号驱动STATCOM中的三相桥臂。

上述系统中，所述STATCOM/BESS输出有功功率和无功功率数据到瞬时功率计算模块进行计算，计算负载有功和无功功率数据，并根据负载功率生成STATCOM/BESS参考有功、无功功率数据，使STATCOM/BESS抑制负载功率波动对电网的冲击。所述功率预测模块的输入量为当前电网电压、STATCOM/BESS的参考功率和实际功率数据，计算后，得到目标电压矢量。

一种基于P-DPC的STATCOM/BESS微电网协同控制方法，方法步骤包括：

步骤一：建立STATCOM/BESS的数学模型；所述步骤一中的BESS的数学模型采用线性电路模型。

步骤二：检测当前时刻电网电压、STATCOM/BESS补偿电流和负载电流值，计算当前时刻的STATCOM/BESS输出功率和负载功率；所述步骤二中：根据输出功率和负载功率，利用推导的P-DPC控制算法计算STATCOM交流输出电压的新表达式。