[发明专利]一种交直流混合微电网控制器及控制方法

说明书

本发明公开了一种交直流混合微电网控制器及控制方法，控制器包括外环控制、无功参考电流计算模块、采样周期模块、三相/两相静止坐标变换模块、内环控制和开关状态模块，外环控制包括外环反推控制模块，内环控制包括预测模块、反馈矫正模块和滚动优化模块；方法包括：采集信号；通过外环反推控制模块得到参考电流值；将d和q轴参考电流值、坐标变换后的采集信号送入到内环控制中，通过预测模块、反馈校正模块以及滚动优化模块输出AC/DC换流器最优的电压控制量在d轴和q轴的分量；通过开关状态模块输出AC/DC换流器开关的控制信号，控制AC/DC换流器的开关的通断，维持电压的稳定。本发明提高了系统的动态响应速度、稳定性和鲁棒性。

技术领域

本发明涉及交直流微电网控制技术领域，具体涉及一种交直流混合微电网控制器及控制方法。

背景技术

随着我国经济的高速发展和城市供用电形式的深度变革，高可靠性供电、高渗透率分布式能源友好接入对配电网控制运行提出了更高要求。近年来，基于电压源AC/DC换流器(VSC)的双向交直流混合微电网技术得到快速发展。其中，风电、光伏等大规模可再生能源友好并网，有效提高配网清洁能源消纳能力；PQ四象限控制，可精确调控电网潮流分布，提高电网运行安全性和经济性。

维持直流电压稳定是功率稳定传输的前提，因此，改善电压稳定性和动态响应性是复杂的交直流混合微电网控制方法优化的主要指标。传统控制方法采用双闭环PI控制器，实现了系统PQ解耦控制，控制简单且便于实现，但动态响应速度和控制精度有待提高，传统外环PI控制中存在电压波动较大、PI参数难以整定、积分饱和等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交直流混合微电网控制器及控制方法，能够解决交直流混合微电网系统电压波动较大以及动态响应慢等问题。

实现本发明目的的技术方案为：

一种交直流混合微电网控制器，包括外环控制、无功参考电流计算模块、采样周期模块、三相/两相静止坐标变换模块、内环控制以及开关状态模块，外环控制包括外环反推控制模块，内环控制包括预测模块、反馈矫正模块和滚动优化模块；其中：

外环反推控制模块采用外环反推控制算法，其输入为直流侧电压和设定的参考直流电压，输出为直流侧电流在d轴的参考电流值；

无功参考电流计算模块通过直流侧设定的无功功率计算直流侧电流在q轴的参考电流；

采样周期模块用于按照周期采集交直流混合微电网系统的电网侧电压、电网侧电流、AC/DC换流器交流侧电压和直流侧电压；

三相/两相静止坐标变换模块对采样周期模块采集的信号进行坐标变换得到采样信号在d轴和q轴的分量；

预测模块通过预测模型得到AC/DC换流器电流预测值在d轴和q轴的分量；

反馈矫正模块通过误差补偿优化预测模型，输出电流误差在d轴和q轴的分量；

外环反推控制模块的输出、无功参考电流计算模块的输出、预测模块输出和反馈矫正模块输出共同输入到滚动优化模块，得到AC/DC换流器最优的电压控制量在d轴和q轴的分量；

开关状态模块用于将滚动优化模块的输出转换为AC/DC换流器开关的控制信号。

进一步的，所述内环控制还包括参数辨识模块，其对预测模型中的电感进行在线参数辨识，得到AC/DC换流器在实际运行中电感的精确值。

一种交直流混合微电网控制方法，包括：

采样周期模块采集交直流混合微电网系统的电网侧电压、电网侧电流、AC/DC换流器交流侧电压和直流侧电压U_dc；