发明专利｜一种微电网功率下垂控制方法-第2页-北极星储能网

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附图说明

图1为本发明中三相并网逆变器控制结构图。

图2为本发明中基于Q=0无功功率控制结构图。

图3为传统控制策略下负载不同时逆变器并网输出功率波形图。

图4为本发明控制策略下负载不同时逆变器并网输出功率波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示的本发明的结构简图中，本发明所述方法包括以下步骤：

步骤1，构建P-ω和Q-0下垂控制器及三相并网逆变器系统，如图1所示，逆变器输出电压和电流经测量采集后由功率计算环节得出平均有功和无功功率，经下垂控制环节得到输出相应输出电压频率和幅值指令值，经电压合成环节获得参考电压，最后通过电压电流双闭环控制产生控制信号。为使输出阻抗呈现感性，增加虚拟阻抗环节。

构建P-ω和Q-0下垂控制器的算法如下：

有功功率公式为ω=ω0-kp(P-P0) (1);

无功功率公式为U=U0-GPI(Q-Q0) (2);

式中，U和ω分别为逆变器输出电压幅值及频率;P和Q分别为输出有功功率及无功功率;U0和ω0分别为额定电压幅值及频率;P0和Q0分别为额定有功功率及无功功率;kp为有功功率下垂系数;GPI为引入的PI调节器传递函数;

步骤2，采集三相并网逆变器输出的三相电压和三相电流瞬时值，通过dq变换转换为直流量，经过功率计算得到实时的有功功率和无功功率值;

步骤3，在下垂控制器中给定有功和无功功率参考值，其中无功功率参考值为0。将实际有功功率与参考有功功率的差值乘以下垂系数，再与额定频率作差得到频率值，将实际无功功率与参考无功功率的差值经PI调节器调节，再与额定电压作差得到参考电压值，

如图2所示;

步骤4，将参考电压与实际电压作差得到误差电压值，误差电压值经PI调节器输出后作为电流信号参考值，电流信号参考值再与实际电流作差得到误差电流值，误差电流值输入到PI调节器中，PI调节器输出为调制信号;

步骤5，将PI调节器输出的调制信号经过SVPWM调制生成PWM脉冲波，从而控制三相全桥逆变器功率管的开通和关断，使三相并网逆变系统并网发电。

本发明算法将传统控制策略中的无功功率下垂系数部分修改为一个PI调节器，并网运行时，修改后的无功功率紧紧跟随给定参考功率值，可精确控制为0，即逆变器不输出无功功率。

实施例1：并网逆变器直流侧电压700V;电网相电压峰值为311V;下垂控制器额定有功功率为2kW，额定无功功率为0;负载有功功率为3kW，无功功率分别取0、1kVar进行验证。仿真结果如图3、4所示。图3a为传统控制策略下本地负载无功功率Q=0时的波形图，图3b为传统控制策略下本地负载无功功率Q=1000var时的波形图。图4a为本发明控制策略下本地负载无功功率Q=0时的波形图，图4b为本发明控制策略下本地负载无功功率Q=1000var时的波形图。对比图3和图4可以看出，采用传统控制策略有功功率被控制在额定值，而无功功率处于不可控状态。采用本发明提出的控制策略可将无功功率精确控制为0，同时消除了有功功率和无功功率的耦合，实现了功率因数输出。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

国家能源局：加快抽水蓄能电站、天然气调峰电站建设

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