[发明专利]动态主从控制系统及用其进行孤岛微电网二次控制的方法

说明书

本发明公开了一种动态主从控制系统及用其进行孤岛微电网二次控制的方法，所述系统包括依次连接的端口电压电流采集模块、下垂控制模块、协调控制模块和差异延时模块，所述下垂控制模块还与PWM驱动模块、三相逆变桥依次连接；本发明能够动态协调微电网的电压，实现微电网功率比例均分和电压恢复。

技术领域

本发明属于微电网电压控制技术领域，特别是涉及一种动态主从控制系统及用其进行孤岛微电网二次控制的方法。

背景技术

随着传统化石能源的日益枯竭和日渐增加的环境压力，能源结构正经历着从传统能源向可再生能源充分利用的调整过渡期，我国幅员辽阔，风能资源、海洋能量资源及生物能资源丰富，这为我国能源结构的调整提供了基本前提。

然而，新能源的分布式、间歇性等特征导致新能源的推广应用受到制约，微电网的提出在很大程度上缓解了上述矛盾；微电网集成包括分布式委员、储能、用电负荷、配电设备以及保护装置等，可以工作在并网模式和孤岛模式，通过储能或大电网将本地间歇性的波动能量转化为平滑能量给用电负荷供电，对等式微电网结构具有良好的民主特性，但对线路参数较为敏感，很容易导致部分供电区域电压频率长期偏离额定值，在用户对供电质量要求较高且电网结构处于孤岛模式时问题尤为严重。

当前针对孤岛微电网的电压频率协调控制策略按有无通信分为两大类：无通信控制策略和有通信控制策略，无通信的电压频率协调控制策略主要有两种：一是基于惯性形滤波器的控制策略，可以大致实现频率的恢复和输出功率的比例分配；而是利用控制模式切换实现电压频率协调控制，其结合了惯性滤波器和积分的优点；但基于惯性的滤波器控制策略设计参数十分复杂，为了改善比例功率分配，必须延长惯性滤波器的延迟时间以减少局部参数的影响，这会对系统响应速度和稳定性造成负面影响；切换控制高度依赖于切换状态检测，一旦检测出现偏差将会恶化系统性能，甚至导致震荡，另外无通信控制策略要求本地控制器具有较高的技术能力，以保证控制器的计算速度和准确性能够满足控制需求。

有通信控制策略有集中控制和分布式控制两种类型，集中控制能实现准确的电压频率协调控制和功率均分，但该方法除了依靠高带宽通信系统外，还高度依赖于中央控制单元，一旦中央控制单元或通信系统发生故障，整个系统的电压频率协调控制将会直接崩溃，使系统的可靠性和冗余性降低，为了减少对中央控制单元和通信系统的以来，提出了分布式电压频率协调控制，其主要包括基于平均算法的分布式电压频率协调控制和基于一致性算法的分布式电压频率协调控制，基于平均算法的分布式电压频率协调控制使得通信网络结构复杂，对通信带宽要求高，基于一致性的分布式电压频率协调控制存在对通信延时赖受差的问题，当通信系统存在数百毫秒的延时即会导致系统失稳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态主从控制系统及用其进行孤岛微电网二次控制的方法，通过根据电网运行状态自动选择领导单元，然后由该领导单元向整个系统发出统一功率参考信号，从而兼顾集中式控制和分布式控制的优势，实现微电网功率的合理分配和频率、电压的有效控制。

本发明所采用的技术方案是，动态主从控制系统，包括通过通信总线连接的数个微源，所述微源包括：

差异延时模块，用于计算各微源的延时时间，并通过通信总线与其他微源通信，获得出力参考，将出力参考发送给协调控制模块；

端口电压电流采集模块，用于采集本地逆变器输出端口的电压、电流，并将其发送至下垂控制模块；

下垂控制模块，用于计算本地逆变器的输出功率和PWM信号，并将输出功率和本地逆变器输出端口的电压发送至协调控制模块，将PWM信号发送至PWM驱动模块；

协调控制模块，用于根据本地逆变器输出的电压和输出功率、出力参考计算电压补偿信号，并将其返送至下垂控制模块；

PWM驱动模块，用于放大PWM信号，并利用放大结果控制三相逆变桥的通断。

动态主从控制系统的微电网控制方法，包括以下步骤：