[发明专利]一种适用于直流微电网的复合下垂控制方法和系统

说明书

本发明公开一种适用于直流微电网的复合下垂控制方法，包括S1：设定直流母线电压的期望值，即变换器输出直流电压的期望值，获取变换器实际的输出电流和输出电压；S2：根据直流母线电压的期望值和变换器实际的输出电流，通过复合下垂曲线控制计算后得到变换器的给定输出电压，所述复合下垂曲线控制为目标电压U受到输出电流I和和输出功率P的复合控制，控制策略采用下垂控制；S3：进行变换器的电压电流的双闭环控制，得到变换器的控制信号。本发明基于复合下垂特性的电压精确控制策略，以实现孤立直流微电网的电压稳定性，并考虑了本地负荷的影响。同时，提出了基于电压恢复的直流母线电压无偏差控制策略，以消除由下垂特性引起的直流母线电压偏差。

技术领域

本发明涉及电气工程领域，更具体地，涉及一种适用于直流微电网的复合下垂控制方法和系统。

背景技术

在直流微电网中，直流母线电压的波动直接反映了系统功率传输的信息。在直流微电网中，定义各单元向微网中输出功率时电流为正方向，即单元放电时电流为正，充电时电流为负。传统下垂控制包括单微源下垂控制和多微源(两个及以上)的下垂控制：

单微源下垂控制：下垂特性曲线表达式为U_ref＝U₀-KI，其中K为表征斜率的下垂曲线系数，在控制中可以等效为各单元变换器的串联虚拟阻抗。当直流母线电压高于期望值U₀时，说明母线电压高，系统功率过剩，需要单元充电来储存能量；当直流母线电压低于期望值U₀时，说明母线电压低，系统需要更多功率，单元就需要释放能量来稳定母线电压。

多微源的下垂控制：负载功率的不断变化，各微源变换器控制模式的切换以及大量分布式电源产生的电能随外界环境的变化而改变，都会使直流母线电压产生波动，给系统的稳定性带来较大的影响。为了实现不同容量大小的微源并联接入母线时输出功率按比例进行分配，采用下垂控制方法对各微源进行控制。并联时不同容量大小的微源之间为了实现输出功率按比例进行分配，条件为各自的下垂系数与其输出电流呈现反比例关系。但是当输出电流减小时，直流母线电压的给定值会上升，这样实际的电压值也会跟随上升，这样母线电压会产生波动，系统运行稳定性降低。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种适用于直流微电网的复合下垂控制方法，实现分散控制模式下孤立直流微电网的功率合理分配，并消除直流母线电压的偏差。

本发明的进一步目的是提供一种适用于直流微电网的复合下垂控制方法系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种适用于直流微电网的复合下垂控制方法，包括以下步骤：

S1：设定直流母线电压的期望值，即变换器输出直流电压的期望值，获取变换器实际的输出电流和输出电压；

S2：根据直流母线电压的期望值和变换器实际的输出电流，通过复合下垂曲线控制计算后得到变换器的给定输出电压，所述复合下垂曲线控制为目标电压U受到输出电流I和输出功率P的复合控制，控制策略采用下垂控制；

S3：进行变换器的电压电流双闭环控制，得到变换器的控制信号。

优选地，所述复合下垂曲线控制为目标电压U受到输出电流I和输出功率P的复合控制，控制策略采用下垂控制，具体为：

式中，U_dc为直流母线电压，为空载电压，I_i为U-I下垂控制中第i个变换器的输出电流，p_i为第i台变换器经过低通滤波器滤波后的输出有功功率；R_i为第i台变换器的阻值，k₁为复合下垂控制的电流下垂系数，k₂为复合下垂控制的功率下垂系数。

优选地，每一变换器对应的空载电压相等。