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专利号: 2019110385840
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于自适应虚拟阻抗的孤岛微电网无功功率分配控制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤1,构建同步发电机的有功和无功功率模型:

上述式子中,P为逆变器输出有功功率,Q为逆变器输出无功功率,E为逆变器输出端电压,V为负载端电压,δ为功角,X为线路阻抗;

步骤2,将带有储能的直流分布式电源通过逆变器、LC滤波器接入微电网,在所述逆变器中模拟所述同步发电机特性,构建所述微电网的下垂控制模型;所述微电网的下垂控制模型包括有功下垂方程和无功下垂方程:所述有功下垂方程为:

* *

f=f-m(P-P)

所述有功下垂方程中,f是系统频率,f*是分布式电源空载时的系统频率,P*是逆变器有功功率的额定值,m是逆变器有功下垂方程的下垂系数;

所述无功下垂方程为:

E=E*-nQ

所述无功下垂方程中,E*是分布式电源空载时的电压幅值,n是逆变器无功下垂方程的下垂系数;

步骤3,构建所述逆变器的自适应虚拟阻抗Zv,所述自适应虚拟阻抗Zv与所述逆变器输出电流的乘积为自适应虚拟阻抗Zv上的压降,所述逆变器输出端电压E减去所述自适应虚拟阻抗Zv上的压降为所述逆变器连接所述自适应虚拟阻抗后Zv的输出电压;

所述自适应虚拟阻抗模型为:

所述自适应虚拟阻抗模型中,Zv为自适应虚拟阻抗,Xv为固定阻值的虚拟电抗,为自适应电抗, 初始状态为0;Rv为固定阻值的虚拟电阻;

所述自适应电抗 的值通过积分控制电路得到:

所述式中,l为自适应虚拟电抗系数,P0为系统状态发生变化时的有功功率;

步骤4,利用所述自适应虚拟阻抗对所述微电网无功功率分配进行配置;

步骤41,将所述逆变器输出电流通过微分检测电路得到一个脉冲信号,通过检测所述脉冲信号,判断所述脉冲信号是否为0;

当脉冲信号为0时,所述自适应电抗X~为0,对输出的所述有功功率进行采集处理,重复步骤41;

当脉冲信号为1时,停止采集所述有功功率,并对停止时刻的所述有功功率的值进行锁存记为P0,转入步骤42;

步骤42,有功下垂方程中加入无功量,修改后的有功下垂方程为:f=f*-m(P*-P)+knQ

式中,k为无功量系数,n为无功下垂方程的下垂系数,Q为无功功率;

步骤5,利用新的有功下垂方程对逆变器进行控制,待系统达到新的稳定状态时,无功功率完成平均分配。

2.根据权利要求1所述的基于自适应虚拟阻抗的孤岛微电网无功功率分配控制方法,其特征在于,构建所述步骤3中的自适应虚拟阻抗模型后,所述无功功率方程修订为:*

所述式中,Q为逆变器输出无功功率,E 是分布式电源空载时的电压幅值,V为负载端电压,X为线路阻抗,Xv为固定阻值的虚拟电抗,为自适应电抗, 初始状态为0,Rv为固定阻值的虚拟电阻,n是逆变器无功下垂方程的下垂系数。

3.根据权利要求2所述的基于自适应虚拟阻抗的孤岛微电网无功功率分配控制方法,其特征在于,所述步骤3中的积分控制电路使得P趋近于P0, 趋向于固定值。

4.根据权利要求2所述的基于自适应虚拟阻抗的孤岛微电网无功功率分配控制方法,其特征在于,系统达到稳定状态后逆变器的无功功率为:*

所述式中,Q为逆变器输出无功功率,E 是分布式电源空载时的电压幅值,V为负载端电压,X为线路阻抗,Xv为固定阻值的虚拟电抗,Rv为固定阻值的虚拟电阻,n是逆变器无功下垂方程的下垂系数,l为自适应虚拟电抗系数,P0为系统状态发生变化时的有功功率。