[发明专利]一种基于PI控制的微电网自适应下垂控制调节电压频率的方法

摘要

本发明涉及一种基于控制的微电网自适应下垂控制调节电压频率的方法，当使用传统下垂控制，微电网孤岛运行时，负荷增大或减小都将会使频率或电压偏离额定值，本发明针对传统下垂控制所存在的问题，通过控制器对下垂系数进行改进。首先将变化后输出的功率与给定值做差，然后经过控制器之后再与传统下垂控制系数做差，得到改进的下垂系数。在改进下垂系数的作用下，从而可以达到调整频率和电压的目的，即维持系统的电压及频率在合理的范围内。

主权项

一种基于控制的微电网自适应下垂控制调节电压频率的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤S1：微电网进入孤岛运行；步骤S2：简化微电网参数，得到分布式发电DGj的输出有功功率以及分布式发电DGj的输出无功功率其中Uj为分布式发电DGj中逆变器输出的电压，Up为分布式发电DGj和微电网公共连接点的电压，δj为微电网公共连接点的电压与逆变器输出的电压的相角差，Xj为线路的电抗，ΔU为分布式发电DGj中逆变器输出的电压Uj与分布式发电DGj和微电网公共连接点电压Up的差值即:ΔU＝Uj‑Up；步骤S3：采用下垂控制，并计算出此时负载运行的分布式发电DGj输出的电压Uj与频率fj，其中其中，和为空载时分布式发电DGj输出的电压和频率；m为分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数，n为分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数；步骤S4：当负荷发生变化时，判断是否分布式发电DGj输出的电压与频率偏额定值，若是，则进入步骤S5；步骤S5：对步骤S3中所述分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m以及分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n进行修改，得到修改后的分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m1以及修改后的分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n1；步骤S6：利用修改后的分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m1以及修改后的分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n1重新计算负载运行的分布式发电DGj输出的电压与频率，得到修改后的负载运行的分布式发电DGj输出的电压Uj'与频率fj'；步骤S7：判断修改后的负载运行的分布式发电DGj输出的电压Uj'与频率fj'是否满足调整要求，若满足，则结束，若不满足，则返回步骤S4；其中，所述步骤S5具体包括以下步骤：步骤S51：将变化后的分布式发电DGj的输出有功功率Pj减去有功给定值Pn，得到差值(Pj‑Pn)，将变化后的分布式发电DGj的输出无功功率Qj减去无功给定值Qn，得到差值(Qj‑Qn)；步骤S52：把步骤S51得到的两个差值分别经过两个PI控制器得到表达式(Dp+Di/s)(Pj‑Pn)以及表达式(Dp+Di/s)(Qj‑Qn)；其中Dp为所述PI控制器的比例系数，Di为所述PI控制器的积分系数；步骤S53：将步骤S3中所述分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m以及分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n分别对应减去步骤S52中的两个表达式，得到修改后的分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m1以及修改后的分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n1，其中m1＝m‑(Dp+Di/s)(Pj‑Pn)，n1＝n‑(Dp+Di/s)(Qj‑Qn)；其中，所述步骤S6具体包括以下步骤：步骤S61：将步骤S5得到的修改后的分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m1替换步骤S3中所述公式中的m，将修改后的分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n1替换步骤S3中所述公式中的n；步骤S62：将步骤S5得到的修改后的分布式发电DGj的下垂控制有功控制系数m1以及修改后的分布式发电DGj的下垂控制无功控制系数n1代入步骤S3中所述公式得到修改后的负载运行的分布式发电DGj输出的电压Uj'与频率fj'，其中其中，所述步骤S7中所述调整要求为|fj‑fj'|＜δ且|Uj‑Uj'|＜ξ，其中δ＝0.02，ξ＝0.05。