[发明专利]孤岛微电网分布式二级电压和频率控制系统及方法

说明书

本发明提供的孤岛微电网分布式二级电压和频率控制系统，包括二级电压和频率控制模块、电力控制模块、电压电流控制器、交流转换器、降压模块和输出连接器；本发明还提供了该系统的控制方法，电力控制模块在二级电压和频率控制模块所产生的二级电压和频率控制信号的作用下，获取一个令系统中各个模块协调一致的频率，并通过电压电流控制器输出一个稳定的电压；外部电网通过变压器与孤岛微电网的交流转换器连接在一起，电压电流控制器输出稳定的电压至交流转换器，使得孤岛微电网可以随时随地的进行能量的转换；输出连接器与LCL过滤器连接在一起，实现了系统输出电压的精确降压，维持微电网的频率和电压的稳定，改善了微电网控制的可靠性和鲁棒性。

技术领域

本发明涉及微电网技术应用技术领域，更具体的，涉及一种孤岛微电网分布式二级电压和频率控制系统，还涉及一种孤岛微电网分布式二级电压和频率控制方法。

背景技术

孤岛微电网是一种具备分散布置的小型发配电系统。由于现实生活中的地域差异性、多样性的存在，像孤岛微电网这样的小型发电系统无处不在。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以自身处于孤岛运行。微电网中的各类分布式电源和储能装置的规模差异性大，并且其适应的工况视实践的运行场景而定。若不采取一种能够随时可调控的控制策略，孤岛微电网很难与外部电网并网运行，同时，也会导致孤岛微电网本身的震荡。而对于孤岛微电网的控制策略实际上是对应用于微电网中的逆变器的控制，尤其是在孤岛微电网运行异常过程中包括对二级电压和频率的控制。

发明内容

本发明为克服现有的孤岛微电网受实践的运行场景的影响，存在难与外部电网并网运行且自身容易出现震荡的技术缺陷，提供一种孤岛微电网分布式二级电压和频率控制系统。

本发明还提供一种孤岛微电网分布式二级电压和频率控制方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

孤岛微电网分布式二级电压和频率控制系统，包括二级电压和频率控制模块、电力控制模块、电压电流控制器、交流转换器、降压模块和输出连接器；其中：

所述二级电压和频率控制模块与所述电力控制模块输入端电性连接，用于产生二级电压和频率控制信号；

所述电力控制模块输出端与所述电压电流控制器输入端、交流转换器输入端、降压模块输入端、输出连接器输入端电性连接，同步孤岛微电网中各个模块的频率，并向电压电流控制器输出稳定的电压；

所述电压电流控制器输出端与所述交流转换器输入端电性连接；

所述交流转换器通过变压器与外部电网电性连接，实现孤岛微电网与外部电网的能量交换；

所述交流转换器输出端与所述降压模块输入端；

所述降压模块输出端与所述电力控制模块输入端、电压电流控制器输入端、输出连接器输入端电性连接，形成负反馈电路调节降压模块的下降增益；

所述输出连接器对外输出稳定的电压。

其中，所述降压模块采用压差值为V₀的LCL过滤器。

其中，所述变压器采用双向可改变线圈的变压器，当孤岛微电网产生电量时适时地通过变压器输出电能给外部电网；当孤岛微电网开机启动时，通过变压器为孤岛微电网提供开机启动电压。

其中，所述的控制系统包含多个，各个控制系统分别通过变压器与所述外部电网电性连接。

孤岛微电网分布式二级电压和频率控制方法，包括以下步骤：

S1：二级电压和频率控制模块产生二级电压和频率控制信号，并将信号传送到电力控制模块；