[发明专利]一种柴发机组-逆变器并联供电系统暂稳态功率均分控制方法

说明书

本发明公开了一种柴发机组‑逆变器并联供电系统暂稳态功率均分控制方法，逆变器以电流源模式与柴发机组并联，基于锁相环检测电网频率变化，通过有功调频下垂控制调节逆变器输出有功电流，以此实现与柴发机组间的有功功率暂稳态均分；逆变器检测自身端电压幅值变化，通过无功调压下垂控制调节逆变器输出无功电流，以此实现与柴发机组间的无功功率暂稳态均分。本发明通过给电流源模式运行逆变器引入有功调频‑无功调压控制模式，有效解决了大功率负载突变下柴发机组‑逆变器间暂稳态功率均分难题，具有控制简便、运行稳定性好、便于直接工程应用等优点。

技术领域

本申请属于微电网运行控制技术领域，具体涉及一种柴发机组-逆变器并联供电系统暂稳态功率均分控制方法。

背景技术

随着可再生能源发电技术、储能技术、微网技术等的快速发展，构建风光柴储多能源发电微网系统已成为解决偏远地区供电难题的有效技术途径。与常规同步机电源不同，光伏、风电、储能等分布式电源往往通过逆变器作为并网接口，柴发机组-逆变器并联供电已成为该独立微网系统的典型供电配置。

为提高系统安全可靠运行性能，柴发机组-逆变器并联供电系统中，柴发机组一般作为主电源，负载维持系统电压和频率的稳定，逆变器一般作为从电源，以电流源的模式接入系统，通过上层能量管理调节其输出功率。大功率负载突变扰动下，以电流源模式运行的逆变器不具备快速功率调节能力，使得柴发机组-逆变器并联供电系统难以实现异构电源间暂稳态功率均分，大功率负载突变扰动主要靠柴发机组响应，给含高比例电力电子电源的风光柴储能多能源发电微网系统的电压/频率稳定性带来严峻挑战。

发明内容

针对现有技术的缺点，本申请提供了一种柴发机组-逆变器并联供电系统暂稳态功率均分控制方法，其目的在于通过给基于锁相控制逆变器引入有功调频-无功调压控制模式，解决大功率负载突变下柴发机组-逆变器并联供电系统暂稳态功率均分难题，增强独立微电网异构电源并联供电系统运行安全稳定性。

为实现上述目的，本发明提供一种柴发机组-逆变器并联供电系统暂稳态功率均分控制方法，包括以下步骤：

1)逆变器通过锁相环检测电网频率；

2)逆变器检测并计算自身端电压幅值、自身输出有功功率、自身输出无功功率；

3)柴发机组检测并计算自身发电机转速、自身端电压幅值、自身输出有功功率、自身输出无功功率；

4)逆变器采用有功调频下垂策略，通过PID控制器调节d轴电流指令；

5)逆变器采用无功调压下垂策略，通过PI控制器调节q轴电流指令；

6)柴发机组采用有功调频下垂策略，通过调速器调节柴油机输出机械功率；

7)柴发机组采用无功调压下垂策略，通过励磁控制器调节发电机励磁电压。

进一步地，所述步骤4)的控制逻辑为：

逆变器基于检测计算得到的自身输出有功功率和电网频率，通过下垂控制和PID控制调节逆变器输出电流d轴电流指令，表达式如下：

式中，i_{d_ref}为标幺值下逆变器d轴电流指令，ω_ref为标幺值下逆变器频率设定值，k_p为有功调频下垂系数，P_inv为逆变器输出有功功率标幺值，ω为锁相环检测出的电网频率标幺值，k_p1有功调频PID控制器的比例系数，k_i1为有功调频PID控制器的积分系数，k_d1为有功调频PID控制器的微分系数，T₁为有功电流指令控制延时环节的时间常数。

进一步地，所述步骤5)的控制逻辑如下：