一种具备直流电压恢复特性的交直流微电网分层控制方法

摘要

本发明涉及一种具备直流电压恢复特性的交直流微电网分层控制方法，该方法内包括两层控制，分别为：第一层控制采用直流电压‑有功功率的下垂控制方法，实现了负荷均匀分配；第二层控制针对下垂控制所导致的直流母线电压跌落，采用补偿直流母线电压参考值的方法，实现母线电压的恢复，保证了直流母线电压的质量。本发明在保证直流母线电压质量的同时，实现本地电源在负荷变动时的功率均匀分配。

主权项

一种具备直流电压恢复特性的交直流微电网分层控制方法，所述方法用于交直流微电网间存在多个交流变电站的交直流母线，所述交直流微电网包括用交流变换器连接的交流和直流微电网系统；所述交流微电网系统的交流接口连接在微电网交流母线上；所述直流微电网系统的直流接口连接在微电网直流母线上；其特征在于，所述方法采用功率‑直流电压下垂控制的第一层控制和公共电压恢复控制的第二层控制；所述第一层控制中的功率‑直流电压下垂控制包括对交流变换器的输出功率和输出的直流电压进行控制；计算输入功率误差ΔP,根据P‑V下垂关系得到直流电压参考值U_dcref'，经过电压电流双环产生交流变换器的电压调制信号P_m；第一层控制用的控制器包括：电流内环控制器和直流电压环控制器；所述电流内环控制器用于提高交流变换器输出的电能质量，动态响应快；所述电流内环控制器采用基于帕克变换思想的dq0旋转坐标系，将三相瞬时值信号变换到dq0旋转坐标系下，将三相控制转化为两相控制；将三相瞬时值电流i_abc经过帕克变换变为dq轴分量i_dq，与直流电压环控制器输出的参考信号i_dqref比较，并对误差进行PI控制以输出电压控制信号P_m；电流内环控制器为无补偿环节的解耦内环控制器，包括：交流电流比例积分控制器G_PI，交流变换器传递函数G_PWM，交流变换器的惯性环节G_Delay，电感滤波器和线路的传递函数G_F；表达式分别如下式1)～4)所示：$G_{PI}=k_1(1+\frac{1}{T_{1}s})---1);$式中，k₁和T₁分别为电流内环控制器的比例系数和积分时间常数；G_PWM＝K_PWM   2)；式中，K_PWM为逆变器的增益；$G_{Delay}=\frac{1}{1+T_{D}s}---3);$式中，T_D为时间常数；$G_F=\frac{1}{Ls+R}---4);$式中，L和R分别为滤波器与线路的等效电感和电阻；电流环闭环传递函数如下式5)所示：$G_{Current}\left(s\right)=\frac{G_{PI}{G}_{PWM}{G}_{Delay}{G}_F}{1+G_{PI}{G}_{PWM}{G}_{Delay}{G}_F}---5).$