[发明专利]一种新型主动功率优化控制策略减少并联逆变器谐波环流方法

说明书

本发明公开了一种新型主动功率优化控制策略减少并联逆变器谐波环流方法，应用于电力电子装备大规模接入电网：通过建立一套电力电子装备电网集中参数模型，在所建模型的基础上集合最优潮流和灵敏度分析法优点(灵敏度是利用系统的某些物理量的微分关系来获取变量间的敏感程度)来进行功率优化，从而有效处理微电网环流、振荡等因电力电子装备接入电网而导致的一系列功率不平衡问题，从而有效减少功率损耗，提升电网运行可靠性与稳定性。本发明能减少逆变器与母线电压差值来有效削减谐波环流，提高电网运行的可靠性与稳定性，该优化控制策略不仅可以减少并联逆变器谐波环流现象的产生，还具有更低的功率损耗和更高的光伏利用效率，应用前景良好。

技术领域

本发明涉及一种减少并联逆变器谐波环流方法，特别涉及一种新型主动功率优化控制策略减少并联逆变器谐波环流方法。

背景技术

如今，电力电子行业发展迅速，特别是在电网中已经广泛使用电力电子元器件。由于在新能源发电领域中电网面临电力电子装备的大规模接入的现状，如大型新能源基地发电、交直流微网发电、配用电等，电网的结构和运行状态都在进行相应的改变，对电网的稳定即功率平衡问题形成了新的挑战。一方面，微电网内部会产生环流以及谐振问题，比如直流微电网光伏阵列与超级电容所安装的DC/DC变换器间环流，交流微电网逆变器间环流等，会大幅降低微网系统输出功率，导致功率分配失衡，使逆变器输出电流增加，系统损耗增大，严重时烧毁功率器件，同时谐波环流会使逆变器输出电流畸变严重，微网电能质量下降。对此，近年来许多学者进行了有关电力电子装备大规模接入配网后对电压的研究。

另一方面，新能源发电也会产生基地谐波与振荡问题，这些大量分布式电源与电力电子接口所诱发的基地谐波都直接影响了电能质量的可靠。宽频带振荡的问题如次/超同步振荡现象频发，严重制约新能源大规模消纳。

综上，国内外还未提出可应对电力电子装备大规模接入电网时利用新型主动功率优化控制策略减少并联逆变器谐波环流的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种新型主动功率优化控制策略减少并联逆变器谐波环流方法。

为了有效解决现有技术无法解决电力电子装备大规模接入电网时并联逆变器谐波环流的影响，本发明所采用的技术方案是：一种新型主动功率优化控制策略减少并联逆变器谐波环流方法，适用于电力电子装备大规模接入电网多逆变器并联系统；所述电力电子装备大规模接入电网多逆变器并联系统包括多个并联的逆变器系统；所述逆变系统包括依次连接的直流母线、逆变器、电感、交流母线；所述逆变系统通过线路阻抗接入各类电力电子装备交流母线；包括以下步骤：

⑴基于最优潮流分析的多位分层灵敏度矩阵分析大规模电力电子装备并网的功率优化分析，先输入系统的运行参数和配网线路参数；

⑵考虑到为使谐波环流最小，即ΔU最小，应采用以ΔU为目标函数，但由于配电网中节点电压与功率存在线性关系，且为使最优问题尽可能简化，减少程序的设计步骤和计算的迭代时间。采用的最优潮流方法将不计及节点电压的约束，并采用以光伏发电系统在馈线上的有功损耗P_loss为目标函数，输入目标函数(n为配网的总支路数；Ri表示第i条支路上的电阻，单位为Ω；Pi为通过第i条支路阻抗后的有功功率，单位为kW；Qi表示经过第i条支路阻抗后的无功功率，单位为kVar；Ui为第i条支路的末端电压，单位为V。)和约束条件(δ_ab为节点a、b之间的相角差)设置灵敏度矩阵计算参数；

⑶潮流分析计算，记录初始局部和全局最优值；