[发明专利]一种基于改进下垂控制的直流微电网暂态电压改善方法

说明书

本发明公开了一种基于改进下垂控制的直流微电网暂态电压改善方法，包括以下步骤：S1、测量储能系统中的参数；S2、根据所测量的参数搭建下垂控制系统小信号模型，配置下垂控制所需的基本控制器参数；S3、对电压外环和电流内环进行解耦设计；S4、推导电压外环和电流内环解耦后电流内环的闭环传递函数；S5、对解耦后的电流内环进行等效变换，构建扰动观测器可应用的下垂控制结构；S6、将扰动观测器应用于等效变换后的下垂控制结构，计算控制系统输出函数，将Q(s)设计为低通滤波器；S7、对低通滤波器参数进行设计；S8、根据控制策略正常运行。本发明可以快速平抑工况变化时的直流母线电压波动，改善直流母线电压的暂态恢复过程，保证良好的用电质量。

技术领域

本发明涉及直流微电网技术领域，更具体涉及一种基于改进下垂控制的直流微电网暂态电压改善方法。

背景技术

微电网是由光伏等分布式能源以及负载组成的、可控的分布式发用电系统，其中，电能以直流的形式传输、利用的微电网称之为直流微电网。光伏、储能及电力电子负荷均具有直流化特征，接入直流微电网可减少部分变换环节，提高能量利用效率，因此直流微电网被认为是新能源就地消纳的有效形式而得到推广。然而，由于光伏出力及负荷用电具有随机性，使得母线电压波动，可能引起网内设备不正常运行或绝缘损坏，不利于直流微网的安全运行。

现有针对直流微网直流母线电压暂态控制主要分为两类，一类针对单台储能换流器运行场景，采用多基于定电压方式，策略上一般采用比例积分参数的优化设计，可移植性较差。另一类是利用下垂控制构建多台换流器并联场景下的母线电压，但该类方法在工况发生变化时暂态响应较慢，固有电压偏差较大。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于改进下垂控制的直流微电网暂态电压改善方法，以解决孤网模式下储能换流器快速平抑直流母线电压波动的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种基于改进下垂控制的直流微电网暂态电压改善方法，包括以下步骤：

S1、测量储能系统中的参数，配置电压电流互感器测量控制所需的参数；

S2、根据步骤S1所测量的参数搭建下垂控制系统小信号模型，配置下垂控制所需的基本控制器参数；

S3、对下垂控制系统小信号模型中的电压外环和电流内环进行解耦设计；

S4、推导电压外环和电流内环解耦后电流内环的闭环传递函数G_cI；

S5、对解耦后的电流内环进行等效变换，构建扰动观测器可应用的下垂控制结构；

S6、将扰动观测器应用于步骤S5等效变换后的下垂控制结构，计算控制系统输出函数U_c(s)，将Q(s)设计为低通滤波器；

S7、对低通滤波器参数进行设计；

S8、系统根据控制策略正常运行。

进一步优化技术方案，所述步骤S3中，通过在电流内环添加补偿项来实现电压外环和电流内环的解耦控制，得到解耦后电流内环。

进一步优化技术方案，所述步骤S4中，通过以下公式计算闭环传递函数G_cI：

其中：k_p为比例参数；k_i为积分参数；L为滤波电感；E为电池电压。

进一步优化技术方案，所述步骤S5包括以下步骤：

将解耦后的电流内环代替下垂控制系统小信号模型的电流内环，将电流扰动i_load经过等效变换移动到G_cI(s)前面，构建适用扰动观测器的控制结构；