[发明专利]一种直流微电网的虚拟惯性直接功率控制方法

说明书

本发明公开了一种直流微电网的虚拟惯性直接功率控制方法，直流微电网包括光伏发电单元、储能单元、连接公共电网的整流器和包含双有源桥变换器的电力电子变压器，本发明采用基于直流微电网虚拟惯性的控制方法来间接控制电力电子变压器中双有源桥变换器的传输自由自度，实现系统的简洁灵活控制。

技术领域

本发明属于电力变换技术领域，具体涉及一种直流微电网的虚拟惯性直接功率控制方法。

背景技术

近年来，随着光伏发电、风力发电、电池储能系统和电动汽车等技术的发展，传统电网正在发生深刻的变革。作为可再生能源和分布式能源发电的关键互联措施，微电网的概念已成功提出并应用于传统电网中。其中，直流微电网以其控制简单、损耗小、没有无功和谐波电流等优点受到了广泛的关注。当直流微电网联网运行时，传统研究均采用逆变器结合传统变压器的结构实现并网功能，这会导致系统体积较大、可控性变差等问题，不利于可再生能源的有效利用。

电力电子变压器以其体积小、能提供多种交直流端口等优点越来越多地被用作将光伏发电、电池储能系统和负载与电网集成的关键单元，从而形成基于电力电子变压器接口的新型多电源微电网系统。

目前的研究忽略了直流微电网的动态特性，鲜见采用双有源桥变换器对低压直流母线电压进行控制的方案，导致低压直流母线电压的波动范围较大，从而影响整个系统的动态性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种直流微电网的虚拟惯性直接功率控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直流微电网的虚拟惯性直接功率控制方法，所述的直流微电网拓扑架构包括光伏发电单元、储能单元、连接公共电网的整流器和包含双有源桥变换器的电力电子变压器，包括如下步骤

步骤1.1，采集或者统计直流微电网内部光伏发电单元的输出电压U_pv、输出电流I_pv、电荷量q、等效串联阻抗R_s、单元数N_s、二极管反向饱和电流I_o和等效并联阻抗R_p；

步骤1.2，采用MPPT算法对光伏发电单元输出功率进行求解，物理计算过程如下：

其中P_pv为光伏发电单元的输出功率；

步骤1.3，通过实时监测和采集可以得到直流微电网内部储能单元的输出功率P_B；

步骤1.4，对直流微电网内的光伏发电单元和储能单元进行物理计算得到整个直流微电网的输出功率，计算过程为P_DCM＝P_pv±P_B，其中，P_DCM为直流微电网的输出功率，+代表储能单元发出功率，-代表储能单元吸收功率；

步骤1.5，对直流微电网采用虚拟惯性控制算法，计算过程为：

其中，为直流微电网需求功率，D_M为电压-电流下垂相关系数，U_L为电压直流母线电压，U_Ln为低压直流母线电压参考值；

当直流微电网功率发生变化时，可以通过上式控制低压直流母线电压

步骤1.6，根据低压直流母线电压U_L，通过如下公式对储能单元采用下垂控制策略，过程为U_L＝U_Ln-k_pP_DCM。