[发明专利]一种孤岛运行的串联型微网结构及其功率控制方法

摘要

本发明涉及一种孤岛运行的串联型微网结构，包括直流发电单元、直流/交流转换电路以及采样电路；其中，直流发电单元包括直流母线电容；直流/交流转换电路包括主功率逆变电路和滤波电路；采样电路包括滤波电感电流采样电路和滤波电容电压采样电路；还涉及上述微网结构的功率控制方法。本发明的优点在于：该微网结构省去了传统微网结构中的DC/DC升压变换环节，减少了系统成本，提高了转换器的效率。

主权项

1.一种孤岛运行的串联型微网结构的功率控制方法，该孤岛运行的串联型微网结构用于接入微电网与大电网的公共连接点，由三个分布式电源单元串联组成，分别为第一分布式电源单元、第二分布式电源单元和第三分布式电源单元，其中第一分布式电源单元的输出侧一端连接公共连接点的一端，另一端连接第二分布式电源单元的输出侧的一端，第二分布式电源单元的输出侧的另一端连接第三分布式电源单元的输出侧的一端，第三分布式电源单元的输出侧的另一端连接公共连接点的另一端；所述分布式电源单元包括：一直流发电单元，所述直流发电单元由直流母线电容与组串型光伏板并联而成；一直流/交流转换电路，该直流/交流转换电路包括主功率逆变电路及滤波电路，滤波电路由滤波电感及滤波电容组成，滤波电感的输入端与主功率逆变电路的输出端相连，滤波电感的输出端与滤波电容的输入端相连，并接入公共连接点的一端或另一个分布式电源单元的滤波电容的输出端，滤波电容的输出端与另一个分布式电源单元的滤波电感的输出端相连或接入公共连接点的另一端；一采样电路，所述采样电路包括采样滤波电感电流的滤波电感电流采样电路及采样滤波电容电压的滤波电容电压采样电路；步骤为：a)首先，测量滤波电感电流,以得到电感电流反馈信号Io，测量滤波电容电压,以得到电容电压反馈信号Vc；b)由电感电流反馈信号Io和电容电压反馈信号Vc，得到分布式电源单元的瞬时有功功率和无功功率，并计算其功率因数cos(θ)；c)该功率因数值作为功率因数/频率反下垂控制方法的输入因子，输出为参考角频率ω_DG，进而得到电压参考值V_ref，如下：ω_DG＝ω^*+D_PF·cos(θ)，式中，ω*为额定角频率，DPF为反下垂控制系数，E为额定电压参考值；d)对于该电压参考值，使用双环电压控制器来跟踪，双环电压控制器的外环控制器用准谐振控制器，外环的传递函数为Gouter(s)，外环输出电流参考值为Iref；内环的传递函数为GInner(s)，内环输出为用于脉冲宽度调制(PWM)的参考电压值Vout，如下：Vout＝GInner(s)·(Iref‑Io)＝kinner·(Iref‑Io)式中，kp、kinner分别为外环和内环控制的比例增益，h为谐波阶数，ki,h为h阶谐波的比例增益，ωc为准谐振控制器的截止频率。