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发明专利|一种直流变换器的并联控制方法及直流微电网

北极星输配电网  来源:北极星输配电网    2018/5/21 10:12:57  我要投稿  
所属频道: 微电网  关键词:微电网 直流微电网 发明专利

北极星输配电网讯:摘要:本发明涉及变换器并联技术,尤其涉及一种直流变换器的并联控制方法及直流微电网

申请人:上海电力设计院有限公司

发明人:沙熠 徐立波

本发明实施例公开了一种直流变换器的并联控制方法及直流微电网。该方法包括:任一直流变换器获取本地输出电流;任一直流变换器获取虚拟电阻和本地输出电流的乘积,将电压基准值减去乘积的差值,作为输出电压参考值;任一直流变换器根据输出电压参考值,生成本地输出电压;其中,第一虚拟电阻分量与第二虚拟电阻分量的和为虚拟电阻;至少两台直流变换器包括第一直流变换器和至少一台第二直流变换器;根据任一第二直流变换器本地输出的第二电流、第一直流变换器本地输出的第一电流,以及第一直流变换器与第二直流变换器的预设额定容量比的关系,确定第二直流变换器各自的第二虚拟电阻分量。本发明实施例的技术方案可提高功率分配的准确度。

技术背景:

由光伏发电单元作为电源的直流微电网中,光伏发电单元只能输出电压等级较低的直流电,要将此直流电连接到规定电压等级的直流母线上时,需要用到直流升压斩波变换器,常用boost变换器。直流微电网工作在孤岛模式时,一般由多个分布式光伏发电单元同时为负荷供电,形成了多个boost变换器并联运行的情况,希望各直流变换器应与其额定容量成比例地合理分担负荷,因此直流微电网内部的电压稳定以及负荷分配要通过控制这些变换器实现。

以两台额定容量相等的直流变换器并联的直流微电网系统为例说明传统下垂控制的基本原理,图1为两台直流变换器并联的电路结构示意图,图2为图1中直流变换器采用的传统下垂控制的控制框图,结合图1和图2所示。Vd1*和Vd2*分别是第三直流变换器11、第四直流变换器12输出电压基准值(空载电压);Vd1ref和Vd2ref分别为经过下垂系数(虚拟电阻)调节后的直流变换器输出电压参考值;vd1、vd2为各直流变换器输出电压值;Rd1、Rd2为虚拟电阻;Rl1、Rl2为各线路电阻;id1、id2为各直流变换器输出电流;vo为直流母线电压;通过虚拟电阻与直流变换器输出电流的乘积调整直流变换器的电压参考值,将新的电压参考值送入直流变换器的控制器中,进而控制直流变换器的输出,使负荷在各个直流变换器之间合理分配。

图3为线路阻抗相等或可忽略时,针对图2中采用传统下垂控制的直流变换器的输出特性曲线示意图,如图3所示,横轴表示直流变换器的输出电流,纵轴表示直流母线的电压,其中,Vd1*=Vd2*=Vd*,此时可以是在小型直流微电网中,线路电阻可忽略,各变换器输出电压基准值相等时,通过选择合适大小的虚拟电阻值,使各直流变换器输出电流值与直流变换器容量相匹配,此时两个直流变换器的输出特性曲线均为曲线a,两个直流变换器的输出电流相等。图4为线路阻抗不可忽略且不相等时,针对图2中采用传统下垂控制的直流变换器的输出特性曲线示意图,可以是在较大规模直流微电网中,线路电阻不可忽略,即使各直流变换器输出电压基准值和虚拟电阻相等,输出阻抗(即线路阻抗与虚拟阻抗的和)不同的直流变换器并联运行时,输出阻抗大的直流变换器输出电流小,输出阻抗小的直流变换器输出电流大,如图4所示,此时两个直流变换器的输出特性曲线分别为曲线b和曲线c,两个直流变换器的输出电流不相等,故不能通过选择固定相等的虚拟电阻值满足负荷准确分配的目标。

发明要点简述:

1 .一种直流变换器的并联控制方法,其特征在于,至少两台直流变换器并联,该方法包括:

任一所述直流变换器获取本地输出电流;

任一所述直流变换器获取虚拟电阻和所述本地输出电流的乘积,将电压基准值减去所述乘积的差值,作为输出电压参考值;

任一所述直流变换器根据所述输出电压参考值,生成本地输出电压;

其中,任一所述直流变换器的虚拟电阻包括第一虚拟电阻分量和第二虚拟电阻分量,所述第一虚拟电阻分量与第二虚拟电阻分量的和为虚拟电阻;

至少两台直流变换器包括第一直流变换器和至少一台第二直流变换器;

根据任一所述第二直流变换器本地输出的第二电流、所述第一直流变换器本地输出的第一电流,以及所述第一直流变换器与所述第二直流变换器的预设额定容量比的关系,确定所述第二直流变换器各自的第二虚拟电阻分量。

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