[发明专利]一种基于自适应下垂控制的多分布式电源并联运行方法

说明书

本发明公开了一种基于自适应下垂控制的多分布式电源并联运行方法，该方法包括功率控制外环模块和电压电流控制内环模块，通过功率控制外环模块检测各分布式电源的输出电压和输出电流计算得输出的有功功率实际值和无功功率实际值，将所得功率实际值输入至自适应下垂控制器得到微电网系统电压补偿参考值将和微电网系统频率参考值f_i合成三相电压参考值u_ref后输入至电压电流控制内环模块，得到控制信号送入PWM脉冲控制器控制逆变器中功率器件的通断。本发明的方法能够在负荷波动情况下得到各分布式电源输出的无功功率期望值，自适应调整各分布式电源的功率分配情况，保证无功功率按比例分配，增强了微电网系统的动态性能和可靠性。

技术领域

本发明涉及微电网控制技术领域，具体地说是一种基于自适应下垂控制的多分布式电源并联运行方法。

背景技术

随着人类对能源需求的日益增长，化石能源储量不断减少，核能发展也有所限制，可再生能源和分布式电源技术受到了各国学者的广泛关注，分布式发电与大电网互为补充，在减少大电网的容量、提高供电可靠性及用电峰谷调节等方面显示出独特的优势，但是滥用以及不规范无管理性地使用分布式发电逐渐也使得其弊端日渐明显。于是，一个以地域为依托、由多个分布式电源(Distributed Generator，DG)组成的微型电网的设想产生了，也就是微电网。微电网的控制策略需要将分布式电源的电压和频率稳定在各自的额定值附近才能保障电力系统安全可靠的运行。

微电网具有并网和孤岛两种工作模式。在孤岛模式下，各分布式电源并联运行，由于此时分布式电源的电压和频率没有大电网支撑，容易波动，所以该模式下的控制策略显得尤为重要，下垂控制策略是一种经典的微电网控制策略，采用下垂控制能够调节有功和无功功率，使各DG共同承担微电网系统中的不平衡功率，为微电网系统在孤岛运行状态时提供电压和频率支撑。但是，传统下垂控制对功率分配具有局限性。由于受自然条件等限制，微电网中的DG的地理位置相对分散、馈线距离长，各DG馈线阻抗差异较大，用传统下垂控制难以实现输出无功功率按照DG容量比例合理分配，即无法实现无功功率的精确分配。

针对此问题，研究人员提出了多种改善无功功率分配精度的方法。常用的方法有将虚拟阻抗加入传统下垂控制中，使得微电网系统输出的等效阻抗相同来实现无功功率均均分，但加入的虚拟阻抗的增加将导致输出电压明显跌落，降低了微电网系统电压质量，且所提的虚拟阻抗算法对逆变器的控制带宽要求较高，实现难度较大。另有研究将无功偏差作用于有功/频率下垂控制，产生有功扰动；再通过低宽带通讯发出同步信号，将该扰动作用到每个微源无功/电压下垂控制，以此消除无功偏差。但该方案将产生频率的波动，影响微电网的电能质量和稳定性，且同步信号作用在无功/电压下垂的时间难以确定。

发明内容

本发明的目的是针对传统下垂控制中无功功率输出与线路阻抗有关以致难以实现无功功率合理分配的问题，提供一种基于自适应下垂控制的多分布式电源并联运行方法，该方法能够在负荷波动情况下自适应调整各分布式电源的功率分配情况，使得输出无功功率与线路阻抗无关，实现无功功率按分布式电源容量比合理分配输出，仿真结果验证了该改进策略的有效性。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种基于自适应下垂控制的多分布式电源并联运行方法，其特征在于：该方法基于微电网系统，微电网系统包括多个分布式电源，分布式电源通过各自对应相连的电压型三相有源逆变器和LC滤波器接入微电网系统的公共节点；在微电网系统上配置有功率控制外环模块和电压电流控制内环模块；该方法的步骤如下：

A、通过功率控制外环模块中的功率计算模块得到第i个分布式电源对应的电压型三相有源逆变器输出的有功功率实际值P_i和无功功率实际值Q_i；