基于主從結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)預(yù)同步控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于主從結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)預(yù)同步控制方法，包括以下步驟：步驟一：通過等功率Clark變換，求得三相電網(wǎng)電壓和主變流器輸出電壓的α軸和β軸分量；步驟二：對步驟一中獲得電壓信號進行計算，得到變量eβuα-eαuβ，將其作為預(yù)同步控制器的輸入量；步驟三：預(yù)同步控制器輸出作為V/F控制器的參考角頻率ωref；步驟四：變量eβuα-eαuβ滿足并網(wǎng)要求后，完成整個預(yù)同步控制過程，微電網(wǎng)并網(wǎng)運行。本發(fā)明基于Clarke變換，直接對PCC電壓信號與電網(wǎng)電壓信號進行計算并作為預(yù)同步控制器的輸入變量，避免了軟件鎖相環(huán)對電壓相角的精確計算，使得PCC點電壓相位能夠快速跟蹤大電網(wǎng)電壓相位。
【專利說明】基于主從結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)預(yù)同步控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種控制方法，具體地，涉及一種基于主從結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)預(yù)同步控制 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 微電網(wǎng)作為一種分布式電源接入電網(wǎng)的新形式，它將一定區(qū)域內(nèi)的分布式電源、 儲能裝置、負荷及控制裝置組合成獨立的供電系統(tǒng)，大大提高了負荷側(cè)的供電可靠性，減小 了分布式電源接入對電網(wǎng)的影響。微電網(wǎng)有并網(wǎng)運行和孤島運行兩種基本運行模式。大多 數(shù)情況下微電網(wǎng)與電網(wǎng)并網(wǎng)運行；當電網(wǎng)發(fā)生故障、擾動及電能質(zhì)量不滿足負荷要求時，微 電網(wǎng)迅速切換為孤島運行，保證微電網(wǎng)內(nèi)部的持續(xù)供電?；谥鲝慕Y(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)通常指定 一臺儲能變流器或柴油發(fā)電機作為主變流器，并網(wǎng)運行時采用有功無功（PQ)控制，為本地 負載提供功率，孤島運行時切換成電壓頻率（V/F)控制，維持微網(wǎng)內(nèi)電壓和頻率；其他隨機 性能源發(fā)電逆變器則作為從變流器，在兩種運行狀態(tài)下都采用PQ控制，實現(xiàn)能量利用率最 大化。
[0003] 微電網(wǎng)以孤島狀態(tài)運行時，微電網(wǎng)和配電網(wǎng)公共連接點（PCC)電壓可能與電網(wǎng)電 壓相角存在偏差，若直接切換成并網(wǎng)狀態(tài)將產(chǎn)生很大的并網(wǎng)沖擊電流，影響電網(wǎng)正常運行， 因此在并網(wǎng)開關(guān)閉合前，微電網(wǎng)需采取預(yù)同步控制，減小主變流器輸出電壓與電網(wǎng)電壓間 的相角差，使之達到并網(wǎng)要求，實現(xiàn)孤島狀態(tài)到并網(wǎng)狀態(tài)的平滑切換。
[0004] 經(jīng)對現(xiàn)有文獻檢索發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)了一篇中國專利申請?zhí)?01210124764. 2、名稱為"基 于下垂控制的微網(wǎng)逆變器的并網(wǎng)預(yù)同步控制方法"的發(fā)明專利，該發(fā)明專利提出了一種采 用下垂結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)預(yù)同步控制方法，該方法首先需要通過三相軟件鎖相環(huán)（SPLL)技術(shù) 獲得大電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位信息，而軟件鎖相環(huán)技術(shù)建立在q軸分量閉環(huán)控制的 基礎(chǔ)上，會對控制器的動態(tài)響應(yīng)速度產(chǎn)生影響。此外，由于控制簡單、可靠性高，當前的微電 網(wǎng)示范工程大多采用主從控制結(jié)構(gòu)，下垂控制主要處于理論研究階段，示范工程較少。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于主從結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)預(yù)同步 控制方法，其基于Clarke變換，直接對PCC電壓信號與電網(wǎng)電壓信號進行計算并作為預(yù)同 步控制器的輸入變量，避免了軟件鎖相環(huán)對電壓相角的精確計算，使得PCC點電壓相位能 夠快速跟蹤大電網(wǎng)電壓相位。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種基于主從結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)預(yù)同步控制方法，其特 征在于，包括以下步驟：
[0007] 步驟一：通過等功率Clark變換，求得三相電網(wǎng)電壓和主變流器輸出電壓的a軸 和@軸分量；
[0008] 步驟二：對步驟一中獲得電壓信號進行計算，得到變量eeua- eaue，將其作為預(yù)同 步控制器的輸入量；
[0009] 步驟三：預(yù)同步控制器輸出作為V/F控制器的參考角頻率《Mf，實現(xiàn)主變流器輸 出電壓對電網(wǎng)電壓相角的跟蹤；
[0010] 步驟四：變量eeUa-eaUe滿足并網(wǎng)要求后，靜態(tài)開關(guān)與控制開關(guān)同時動作，主變流 器采用PQ控制，完成整個預(yù)同步控制過程，微電網(wǎng)并網(wǎng)運行。
[0011] 優(yōu)選地，所述等功率Clark變換采用如下式：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于主從結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)預(yù)同步控制方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一：通過等功率Clark變換，求得三相電網(wǎng)電壓和主變流器輸出電壓的a軸和3 軸分量； 步驟二：對步驟一中獲得電壓信號進行計算，得到變量eeua-eaue，將其作為預(yù)同步控 制器的輸入量； 步驟三：預(yù)同步控制器輸出作為V/F控制器的參考角頻率實現(xiàn)主變流器輸出電 壓對電網(wǎng)電壓相角的跟蹤； 步驟四：變量eeUa-eaUe滿足并網(wǎng)要求后，靜態(tài)開關(guān)與控制開關(guān)同時動作，主變流器采 用PQ控制，完成整個預(yù)同步控制過程，微電網(wǎng)并網(wǎng)運行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主從結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)預(yù)同步控制方法，其特征在于，所述 等功率Clark變換采用如下式：
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主從結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)預(yù)同步控制方法，其特征在于，所述 三相電網(wǎng)電壓采用如下式：
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主從結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)預(yù)同步控制方法，其特征在于，所述 參考角頻率wM米用如下式：
【文檔編號】H02J3/40GK104505862SQ201410854429
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】王亮, 王志新 申請人:上海交通大學(xué)