[发明专利]一种微网逆变器自适应下垂控制方法及系统

说明书

本发明涉及逆变器运行控制技术领域，公开了一种微网逆变器自适应下垂控制方法及系统，其方法通过引入虚拟复阻抗使微网逆变器的输出阻抗呈感性，得到微网逆变器在额定功率下的下垂控制方程，保持下垂特性曲线的下垂系数不变，将下垂控制方程转换为实时功率对应的自适应下垂控制方程，计算自适应下垂控制方程和下垂控制方程的差值，得到微网逆变器的功率偏差值，将功率偏差值输入比例积分控制器，得到功率调节值，将功率调节值叠加至额定功率，得到微网逆变器的最新输出功率进行输出，从而减小负载变化引起的电压幅值和频率的波动，提高了逆变器下垂控制稳定性以及工作效率。

技术领域

本发明涉及逆变器运行控制技术领域，尤其涉及一种微网逆变器自适应下垂控制方法及系统。

背景技术

随着传统能源的消耗，太阳能、风能等可再生能源备受关注，分布式发电是利用可再生能源的有效手段，而由分布式电源组成的微网系统是大电网的有效补充，可以提高供电的安全性和可靠性。微网是由分布式电源(包括风能、太阳能、燃料电池等)、负荷、储能装置、控制装置等结合，形成一个单一可控的单元，对用户供给电能和热能等。微网可以运行在并网模式和孤网模式，在微电网的运行中，微电网的控制策略显得极其重要。在微电网控制策略中，下垂控制是一种重要的控制策略，下垂控制是模拟同步发电机的输出特性，在负荷变化时，使微源的输出电压和频率波动比较小。

在下垂控制中，微网逆变器输出的电压和频率与下垂系数和负荷的变化有关，下垂系数过大或者过小会引起系统的不稳定。下垂控制可以使微网逆变器的输出功率自动调节，跟踪负荷功率的变化，但是该控制方法牺牲了频率和电压的精度，在负荷和逆变器的额定功率不相等时，会产生电压损失和频率损失，如果负荷波动过大，极有可能导致微源输出的电压和频率超出电网的供电标准，一旦出现这种情况，既影响电网的稳定性，又将会给用户和设备造成巨大的损失。

已有的方法是当负荷功率变化时，主动调整下垂系数，使系统输出电压和频率恢复至额定值处，但是，输出电压和频率在额定值处仍然有波动，即振荡现象，出现了逆变器下垂控制不稳定的现象。另外，已有方法控制结构复杂，导致逆变器下垂控制的工作效率较低。

发明内容

本发明提供了一种微网逆变器自适应下垂控制方法及系统，解决了逆变器下垂控制不稳定以及工作效率较低的技术问题。

有鉴于此，本发明第一方面提供了一种微网逆变器自适应下垂控制方法，包括以下步骤：

引入虚拟复阻抗使微网逆变器的输出阻抗呈感性；

获取微网逆变器的额定功率，得到相应的下垂控制方程；

获取负荷的实时功率，保持所述下垂特性曲线的下垂系数不变，将所述下垂控制方程转换为所述实时功率对应的自适应下垂控制方程；

将所述自适应下垂控制方程和所述下垂控制方程进行差值计算，得到微网逆变器的功率偏差值；

将所述功率偏差值输入至比例积分控制器，输出功率调节值，将所述功率调节值叠加至所述额定功率，得到微网逆变器的最新输出功率进行输出。

优选地，所述下垂控制方程为：

式1中，P^*为微网逆变器的输出额定有功功率，为微网逆变器的最大额定有功功率，m为有功-频率下垂特性曲线的下垂系数，n为无功-电压下垂特性曲线的下垂系数，ω^*为微网逆变器的额定角频率，E^*为微网逆变器的额定电压，Q^*为微网逆变器的输出额定无功功率。

优选地，所述自适应下垂控制方程为：

式2中，p为负荷的有功功率，q为负荷的无功功率，P_m为负荷的最大额定有功功率，Q_m为负荷的最大无功功率。