[发明专利]光伏并网的配电网电压跌落补偿控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网电能质量监测与控制领域，具体涉及一种利用统一电能质量调节器对光伏并网的配电网电压跌落进行补偿控制的方法。

背景技术

以光伏为代表的新能源并网发电以及电网上日益增加的非线性负载，使得电网污染日趋严重，严重影响电网供电质量，面对配电网出现的新问题，传统的电能质量治理方法日益显得力不从心。统一电能质量调节器(Unified Power Quality Conditioner，简称UPQC)是一种集电压型补偿装置、电流型补偿装置和储能装置于一体，既可改善电网侧供电质量、又能防止负荷侧电流谐波污染电网，能够统一实现多重电能质量调节功能的电力电子装置，由于UPQC对配电网电能质量具有综合调节能力，近年来成为研究热点。如公开号为CN106099937A的中国专利文献公开了一种统一电能质量调节器及其控制方法；公开号为CN103199539A的中国专利文献公开了一种统一电能质量调节器电压暂降补偿方法。目前常见的统一电能质量调节器用于对传统的三相配电网电能质量调节具有较好的效果，但对于光伏并网的配电网而言，由于光伏等并网新能源随机性、间歇性等特点带来的配电网电压跌落等问题，目前利用统一电能质量调节器进行调节的效果不够理想，因而，探索利用UPQC对光伏并网的配电网包括电压跌落补偿在内的电能质量控制方法，显得十分必要。

神经内分泌系统作为人体各种激素调控中心，用以调控各种体内激素，具有良好的自适应性和稳定性等特点。因此研究基于神经内分泌系统的生物智能控制理论，相对于传统控制理论将有助于提高复杂对象的控制质量。人体在激素调节机制中的反馈回路可以分为常规反馈回路和超短反馈回路，其中常规反馈回路是指，腺体激素的浓度通过细胞因子传感器反馈给其上级的调控腺体，而超短反馈是指腺体激素浓度对其腺体自身的分泌活动产生的反馈抑制作用，其调节机制可以抽象为如图1所示的结构，先是下丘脑分泌促激素(TH)，接着促激素刺激垂体分泌释放激素(RH)，RH再刺激相应的内分泌腺体分泌对应的激素(TH和RH均为多种激素的通称)。由图1可看出，内分泌超短反馈包括TH浓度对下丘脑的反馈、RH浓度对垂体的反馈以及激素浓度对腺体的反馈等。腺体激素调节具有单调性和非负性，其上升和下降遵循Hill函数规律。假设激素x受到激素y调控，则激素x的分泌速率S_x与激素y的浓度C_y有如下关系式：

S_x＝αF(C_y)+S_x0(1)

其中，S_x0表示激素x的基础分泌速率；α为常量系数，浓度函数F(C_y)表示F_up(C_y)或F_down(C_y)：

其中，T为阈值(T＞0)；n为Hill系数(n≥1)。n和T共同决定曲线上升和下降的斜率。这种复杂反馈机制使激素分泌调节过程相对常规反馈回路更为快速稳定。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术中统一电能质量调节器不能有效满足对光伏并网的配电网电能质量进行有效调节的问题，提出一种光伏并网的配电网电压跌落补偿控制方法，该方法利用统一电能质量调节器，采用基于内分泌反馈系统理论的PI超短反馈控制方法，对光伏并网的配电网电压跌落进行及时有效补偿。

本发明的技术方案是：本发明的光伏并网的配电网电压跌落补偿控制方法，利用UPQC实施，上述的UPQC包括用于采集电网电压和负载电压的信号采集模块、用于调理信号采集模块所采集电压信号的信号调理模块、用于接收信号调理模块发送的采样电压信号并进行处理和控制的微处理器、用于执行微处理器所发控制指令并对配电网实施电压跌落补偿的驱动电路模块，包括以下步骤：

第一步，电压信号采集：UPQC的信号采集模块采集配电网三相母线电压u_a,u_b,u_c和负载三相电压u_la,u_lb,u_lc并发送给UPQC的信号调理模块；

第二步，采集信号调理：信号调理模块将配电网三相母线电压u_a,u_b,u_c和负载三相电压u_la,u_lb,u_lc调理后发送给微处理器；