[发明专利]一种基于GPS同步的分布式协同控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于GPS同步的分布式协同控制方法及系统，包括：通过GPS为每一个DG提供统一的相角基准，使得各个DG使用统一的全局旋转坐标系；获取DG出口的电压电流信息，通过相邻DG进行通信，根据馈线阻抗与负载阻抗，通过相邻一致性算法得到PCC电压相对于GPS的相角；基于所述PCC电压相对于GPS的相角，确定每一个DG输出电压向量相对于GPS旋转坐标的角度；进而得到每一个DG中逆变器控制的参考相角；基于所述参考相角对逆变器进行控制。本发明不经过锁相环，通过GPS和线路信息计算得到PCC电压相对于GPS的相角，进而得到每一个DG中逆变器控制的参考相角；计算过程简单，节约计算时间。

技术领域

本发明涉及微电网控制技术领域，尤其涉及一种基于GPS同步的分布式协同控制系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前，新能源发电单元为主导的微电网中，电压和频率的稳定控制尤为重要。然而微电网存在馈线阻抗比高，有功和无功强耦合，馈线阻抗各不相同。这将导致传统的下垂控制策略无法实现PQ解耦和功率的合理分配。

为了实现电压和频率的稳定控制，近些年来，GPS(Global Positioning System,全球定位系统)也逐渐应用于新能源发电单元同步之中。例如：

现有技术针对全逆变器微电网，提出逆变器使用GPS产生相位相同、频率固定为工频的电流，使用I/U下垂控制实现有功无功按容量分配。现有技术使用GPS得到全局旋转坐标系，并在此基础上得到角频率修正值，从而实现电流精确分配。现有技术提出逆变器固定输出电压频率为50Hz，以GPS为锁相基准，通过有功-相角和无功-电压下垂进行有功功率、无功功率分配。现有技术使用GPS作为park变换的同步信号，将传统的静止坐标系下的有功-相角与无功-电压下垂控制变为电压-电流下垂控制。

上述方案均需要通过PCC点到DG出口的通信获得PCC点的信息，数据获取过程较为复杂，并且存在频率偏差以及各逆变器输出无功偏差；另外，采用下垂控制可能会存在因线路阻抗导致的无功分配不均的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于GPS同步的分布式协同控制方法及系统，无需经过锁相环，通过GPS和线路信息即可计算得到PCC电压相对于GPS的相角。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种基于GPS同步的分布式协同控制方法，包括：

通过GPS为每一个分布式发电单元提供统一的相角基准，使得各个分布式发电单元使用统一的全局旋转坐标系；

获取分布式发电单元出口的电压电流信息，通过相邻分布式发电单元进行通信，根据馈线阻抗与负载阻抗，通过相邻一致性算法得到公共连接点电压相对于GPS的相角；

基于所述公共连接点电压相对于GPS的相角，确定每一个分布式发电单元输出电压向量相对于GPS旋转坐标的角度；进而得到每一个分布式发电单元中逆变器控制的参考相角；

基于所述参考相角对逆变器进行控制。

其中，每一个分布式发电单元接收GPS授时信号秒脉冲，提供一个时间基准，根据这个时间基准生成全局旋转坐标系。

进一步地，通过相邻一致性算法得到公共连接点电压相对于GPS的相角，具体包括：

计算各个分布式发电单元相对于公共连接点的电压以及公共连接点电压；

分别获取各个分布式发电单元出口的电压相角、每个分布式发电单元到公共连接点的馈线阻抗的阻抗角以及负载阻抗角；

基于上述得到的参数计算公共连接点电压相对于GPS的相角。