[发明专利]一种直流微网无通信母线电压恢复控制方法

说明书

本分明公开了一种直流微网无通信母线电压恢复控制方法，本发明通过采样每个变流器端口输出电压和电流，提取其中交流小信号电压和电流，计算交流小信号产生的无功功率，利用交流小信号产生的无功功率调节二次控制回路调节器的输入，最终实现各台变流器端口电压指令补偿值同步。本发明所提控制方法无需通信，具有成本低，可靠性高，控制复杂度低，灵活性及自适应性强等优势，可用于优化系统整体控制性能。

技术领域

本发明属于分布式直流微网协调控制研究领域，具体涉及一种直流微网无通信母线电压恢复控制方法。

背景技术

随着环境问题和能源危机的日益加深，以光能、风能等可再生能源为基础的智能微电网技术得到了越来越多的关注与应用。现阶段，智能微电网主要分为交流微电网和直流微电网两大类，其中，直流微电网以其简单的拓扑结构和控制策略等优势，近年来得到了越来越多学者的青睐。

直流微网协调控制的一个重要目标之一就是实现各个分布式发电单元的输出功率按照其额定容量成比例分配。各类控制方法中，下垂控制以其结构简单，无需通信，可靠性高等优势，应用最为广泛。但是，下垂控制存在功率均分效果与母线电压跌落之间相互制约的不足。为了解决这一问题，二次控制被广泛应用，其控制目标就是消除下垂控制所带来的母线电压跌落。

有文献提出利用中央控制器为并联变流器同步的发送电压补偿指令的方法。中央控制器采集母线电压信息，计算统一的电压补偿信号，通过互联线发送给每台变流器，实现变流器之间同步补偿电压偏差。但是中央控制器的使用增加了系统的成本与复杂度，同时还存在单点失效的风险。

有文献提出了利用分布式控制器替代中央控制器的母线电压补偿方法。各个分布式单元仅与相邻单元进行通信，利用共识算法得到各并联变流器端口电压的平均值，进而各个分布式单元利用端口电压的平均值补偿母线电压偏差。相比基于中央控制器的控制方法，分布式控制方法在一定程度上增加了系统的可靠性，但其存在以下三方面不足：

1)属于基于通信的控制策略，存在成本高，控制复杂度高以及系统可靠性低的问题；

2)被恢复量为各台变流器端口电压的平均值，无法对长距离传输时线路电阻所带来的母线电压跌落进行补偿；

3)各并联变流器二次控制回路利用了积分器，当积分器出现积分误差时，会导致变流器二次控制回路输出的端口电压指令补偿值不同，进而影响到下垂控制的功率均分特性；

综上，提出一种用于直流微网的无通信母线电压恢复控制方法将具有更强的工程应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种直流微网无通信母线电压恢复控制方法，为工程应用提供了很好的参考价值。

为了达到上述目的，本分明包括以下步骤：

S1，根据变流器端口输出电流i_o、母线电压参考下垂系数d_b与线路电阻估计值r_e，通过下垂控制生成变流器基本端口电压指令

S2，根据变流器端口输出电压v_o、变流器端口输出电流i_o和线路电阻估计值r_e计算母线电压初始估计值v_be；

S3，从变流器端口输出电压v_o和端口输出电流i_o中提取交流小信号电压和交流小信号电流计算交流小信号产生的无功功率Q_ss；

S4，根据交流小信号产生的无功功率Q_ss调节母线电压初始估计值v_be，生成调节后的母线电压估计值

S5，利用调节后的母线电压估计值与母线电压参考生成变流器端口电压指令补偿Δv_b；