[发明专利]一种基于储能单元中逆变器的微电网并网控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器控制和并网领域，具体为一种控制储能单元中的逆变器实现微电网并网的方法。

背景技术

传统的电力系统中，并网条件是等待并网的电网和工频电网在公共耦合点两端满足电压幅值差值、电压相角差值、频率差值均小于一定范围，保证合闸时无过大冲击电流，在并网合闸后，能够使待并电网迅速进入同步运行。但是微电网中包含有大量的逆变电源和电力电子装置，致使微电网的惯性较弱，微电网的抗扰动能力弱，在满足上述要求时并网，电压和功率可能会大幅震荡，甚至导致微电网的崩溃。所以在微电网并网的过程中需要采取一定的措施来保证系统平滑并网。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种基于储能单元中逆变器的微电网并网控制方法，以期减小并网时所带来的冲击，达到微电网平滑并入工频电网的目的。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明基于储能单元中逆变器的微电网并网控制方法的特点是：所述微电网在并网前各并列运行的逆变电源均采用下垂控制策略，所述采用下垂控制策略的逆变电源是采用对等控制的运行模式，所述微电网与工频电网间使用静态开关作为并网合闸开关，所述微电网并网控制方法按如下步骤进行：

步骤1、测量微电网与工频电网之间公共耦合点两侧的电压幅值和频率，计算微电网与工频电网之间的电压幅值差和频率差，设置微电网的并网约束条件一为：

①电压幅值约束条件：并网时，微电网与工频电网在公共耦合点两侧的电压幅值差值处在设定的范围内；

②频率约束条件：并网时，微电网与工频电网在公共耦合点两侧的频率差值处在设定的范围内；

步骤2、在预并网的微电网公共交流母线上加入一个可以实现电压频率恢复控制功能的储能单元；所述储能单元中逆变器按如下方式进行控制：

①当所述电压幅值差和频率差满足并网约束条件一中电压幅值约束条件和频率约束条件时，储能单元执行原有的PQ控制策略；

②当所述电压幅值差和频率差不满足并网约束条件一中电压幅值约束条件或频率约束条件时，启动所述储能单元的电压频率恢复功能，由所述储能单元对所述微电网系统进行有功功率和无功功率补偿，调节微电网的电压幅值和频率，使电压幅值差和频率差满足并网约束条件一中电压幅值约束条件和频率约束条件；

步骤3、测量微电网与工频电网之间公共耦合点两侧的电压相角并计算电压相角差，设置微电网并网约束条件二为：并网时，频率高的电压向量超前于频率低的电压向量，并且微电网与工频电网在公共耦合点处的电压相角差值处在设定范围内，所述约束条件二为电压相角约束条件；

在保证所述频率差满足所述频率约束条件的基础上，根据所述电压相角差，调节所述储能单元对所述微电网输出的有功功率，使所述电压相角差满足并网约束条件二；

步骤4、当同时满足并网约束条件一和并网约束条件二时，闭合预并网微电网的并网开关；

步骤5、将所述储能单元中逆变器的控制策略转换为PQ控制策略，完成整个的并网过程。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明针对微电网中含有大量的逆变电源和电力电子装置、惯性较弱的特点，提出一种基于储能单元中逆变器的并网控制方法，在微电网的共交流母线上加入一个可以实现电压频率恢复控制功能的储能单元，通过控制储能单元可以调整微电网电压与频率，以保证微电网系统电压幅值和频率满足合闸要求。在合闸要求上增加电压相角约束条件，通过微电网合闸约束条件进行合闸与传统电力系统合闸约束条件进行合闸比，系统出现的电压和频率波动减小。微电网系统中包含有调频调压的储能单元，在微电网与电网合闸后，储能单元无需再承担调频调压的功能，其逆变器控制模式将转换为纯功率控制。最终实现微电网平滑并网的目的，降低微电网并网时的波动。

附图说明

图1为本发明的微电网预并网时各逆变电源的下垂控制器结构示意图。

图2为本发明中涉及的具有电压频率恢复功能的储能单元逆变器控制结构示意图。

图3为本发明并网可行性区域分析图。

图4为本发明实例所涉及的微电网系统结构。

具体实施方式