基于SOC的光储式充电站准PR下垂控制方法

摘要

一种基于SOC的光储式充电站准PR下垂控制方法，涉及微电网技术领域，所解决的是调节控制交流逆变器的技术问题。该方法利用一个准PR下垂控制公式计算交流逆变器的交流侧相角及电压的偏移量，并经过一个自PI环节分别附加到交流侧的额定电压及额定相角上，获得三相电压参考信号；再将三相电压参考信号转换为两相静止坐标系上的分量后与对应分量实际电压相减，并通过一个准PR控制器计算，获得两相静止坐标下的电流参考信号；再将两相静止坐标下的电流参考信号与对应分量实际电流相减，并经过比例P调节器获得输出电压的参考信号，从而实现对交流逆变器的调节控制。本发明提供的方法，适用于光储式充电站。

主权项

一种基于SOC的光储式充电站准PR下垂控制方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤S1：定义光储式充电站的交流逆变器的准PR下垂控制公式为：Δδ＝δ‑δ_n＝k_qQΔU＝U‑U_n＝‑k_p(P‑P_nq_SOC^m)‑rk_qQ$k_p=\frac{U_n-U_{min}}{P_{max}-P_n}$$k_q=\frac{{\delta }_{max}-{\delta }_n}{Q_{max}}$$r=\frac{X}{R}$其中，Δδ为光储式充电站中的交流逆变器的交流侧相角偏移量，δ为光储式充电站中的交流逆变器的交流侧实际相角，δ_n为光储式充电站中的交流逆变器的交流侧额定相角，ΔU为光储式充电站中的交流逆变器的交流侧电压偏移量，U为光储式充电站中的交流逆变器的交流侧实际电压，U_n为光储式充电站中的交流逆变器的交流侧额定电压，P为光储式充电站中的交流逆变器的交流侧有功功率，Q为光储式充电站中的交流逆变器的交流侧无功功率，P_n为光储式充电站中的交流逆变器的交流侧额定有功功率，P_max为光储式充电站的光伏发电系统在电压下降时允许输出的最大有功功率，U_min为光储式充电站的光伏发电系统允许的最小电压幅值，δ_max为光储式充电站的光伏发电系统允许的最大运行相角，Q_max为光储式充电站的光伏发电系统达到最大允许相角时输出的无功功率；其中，k_q为对应无功功率的下垂系数，k_p为对应有功功率的下垂系数，q_SOC为光储式充电站的储能蓄电池的目标剩余电量值，q_SOC反映储能单元的电能供应能力，也能间接反映充电站直流母线向交流侧的供电能力，m为q_SOC的幂指数，m的典型值为2，X为光储式充电站中的交流逆变器的线路等效电抗，R为光储式充电站中的交流逆变器的线路等效电阻；步骤S2：定义准PR控制器的传递函数为：$G\left(s\right)=k_m+\frac{2k_r{\omega }_{c}s}{s^2+2{\omega }_{c}s+{\omega }_0^2}$其中：k_m为准PR控制器的比例系数，k_r为准PR控制器的积分系数，ω₀为准PR控制器的谐振频率，ω_c为准PR控制器的截止频率；步骤S3：根据光储式充电站中的交流逆变器的交流侧三相电压、三相电流，计算光储式充电站中的交流逆变器的交流侧有功功率、无功功率，并将计算结果代入步骤S1的交流逆变器下垂控制公式，计算出光储式充电站中的交流逆变器的交流侧相角偏移量Δδ，及光储式充电站中的交流逆变器的交流侧电压偏移量ΔU；步骤S4：将步骤S3得到的交流侧电压偏移量ΔU及交流侧相角偏移量Δδ，经过一个自PI环节，分别附加到光储式充电站中的交流逆变器的交流侧额定电压U_n及交流侧额定相角δ_n上，获得交流逆变器的交流侧三相电压参考信号为：$\left\{\begin{array}{c}{u}_a=(U_n+\Delta U)sin(100\pi t+{\delta }_n+\Delta \delta )\\ u_b=(U_n+\Delta U)\sin (100\pi t+{\delta }_n+\Delta \delta -\frac{2}{3}\pi )\\ u_c=(U_n+\Delta U)\sin (100\pi t+{\delta }_n+\Delta \delta +\frac{2}{3}\pi )\end{array}\right.$其中，u_a为交流逆变器的交流侧A相电压参考信号，u_b为交流逆变器的交流侧B相电压参考信号，u_c为交流逆变器的交流侧C相电压参考信号；步骤S5：将步骤S4所获得的交流逆变器的交流侧三相电压参考信号经3s/2s变换，转换为两相静止坐标系上的α、β分量，即：$\left[\begin{array}{c}{U}_{\alpha }^{*}\\ U_{\beta }^{*}\end{array}\right]=T_{\alpha \beta }\left[\begin{array}{c}{u}_a\\ u_b\\ u_c\end{array}\right]$$T_{\alpha \beta }=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\end{array}\right]$步骤S6：将步骤S5所得的两相静止坐标下的三相电压参考信号与对应分量实际电压相减，并通过步骤S2定义的准PR控制器的传递函数计算，获得两相静止坐标下的电流参考信号；步骤S7：将步骤S6所获得的两相静止坐标下的电流参考信号与对应分量实际电流相减，并经过比例P调节器获得输出电压的参考信号，从而实现对交流逆变器的调节控制。