微電網(wǎng)電壓攝動控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微電網(wǎng)電壓攝動控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近些年來，隨著微電網(wǎng)的迅猛發(fā)展，W風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電形成的微電網(wǎng)逐步 成了新能源供電的主流。由于風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電具有隨機性、波動性和間歇性的特點，使 得風(fēng)光發(fā)電形成的微電網(wǎng)中的電壓經(jīng)常出現(xiàn)頻繁波動，造成電壓攝動，從而嚴(yán)重影響了微 電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性。為了解決上述問題，在微電網(wǎng)中接入了大規(guī)模儲能裝置，W用來平抑微 電網(wǎng)內(nèi)的電壓和頻率。通過大規(guī)模儲能技術(shù)的引入，可W實時有效地改善間歇式電源運行 特性，提升微電網(wǎng)的調(diào)控能力，從而提高微電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，同時也增加了微電 網(wǎng)的并網(wǎng)能力。
[0003] 目前，W電化學(xué)儲能為代表的新型儲能技術(shù)已經(jīng)從小容量、小規(guī)模發(fā)展為大容量 與規(guī)模化儲能系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，通過對微電網(wǎng)中的風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的研究，可W解 決大規(guī)模新能源并網(wǎng)的難題，依巧風(fēng)光儲示范電站的儲能系統(tǒng)，還可W開展包括聯(lián)合發(fā)電 系統(tǒng)全景監(jiān)控、運維技術(shù)等多項相關(guān)課題的研究。
[0004] 然而，如何充分利用大規(guī)模儲能裝置參與微電網(wǎng)電壓的攝動控制，優(yōu)化調(diào)度微電 網(wǎng)中的功率分配，目前尚未提出有效的解決方案。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型實施例提供了一種微電網(wǎng)電壓攝動控制系統(tǒng)，W解決現(xiàn)有技術(shù)中微電 網(wǎng)中電壓頻繁波動和無功功率難W優(yōu)化分配的技術(shù)問題。該系統(tǒng)包括：
[0006] 儲能單元、變換器單元、坐標(biāo)變換和有功功率計算單元、功率控制器、電壓控制器、 自適應(yīng)限幅器、電流控制器、PWM(Pulse Wi化h Mo化lation，脈沖寬度調(diào)制）發(fā)生器；
[0007] 其中，所述儲能單元，用于為微電網(wǎng)供電；
[0008] 所述變換器單元，與所述儲能單元的輸出端相連，用于調(diào)節(jié)所述儲能單元的輸出 電流至滿足所述微電網(wǎng)的無功電流需求；
[0009] 所述坐標(biāo)變換和有功功率計算單元，輸入端與所述變換器單元的輸出端相連，用 于將所述變換器單元輸出的ABC坐標(biāo)系上的變量轉(zhuǎn)換至旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系dq上的變量，其中，所 述坐標(biāo)變換和有功功率計算單元的輸出端包括；有功電流反饋輸出端、無功電流反饋輸出 端和有功功率輸出端；
[0010] 所述功率控制器，輸入端與有功功率參考值相連，且與所述坐標(biāo)變換和有功功率 計算單元的有功功率輸出端相連，輸出端包括：有功電流參考值輸出端；
[0011] 所述電壓控制器，輸入端與微電網(wǎng)電壓和微電網(wǎng)電壓參考值相連，輸出端包括：無 功電流參考值輸出端；
[0012] 所述自適應(yīng)限幅器，輸入端與所述功率控制器的有功電流參考值輸出端和所述電 壓控制器的無功電流參考值輸出端相連，用于對所述功率控制器輸出的有功電流參考值和 所述電壓控制器輸出的無功電流參考值進行限幅，輸出有功參考電流和無功參考電流；
[0013] 所述電流控制器，輸入端與所述自適應(yīng)性限幅器的輸出端相連，且與所述坐標(biāo)變 換和有功功率計算單元的有功電流反饋輸出端和無功電流反饋輸出端相連，用于對微電網(wǎng) 的有功電流和無功電流進行調(diào)節(jié)，使有功電流和無功電流能夠跟蹤所述有功參考電流和無 功參考電流，所述電流控制器的輸出端輸出的是電壓控制信號；
[0014] 所述PWM發(fā)生器，與所述電流控制器的輸出端相連，用于對所述電壓控制信號進 行PWM調(diào)制產(chǎn)生PWM波形，輸入至所述變換器單元中。
[0015] 在一個實施例中，所述自適應(yīng)限幅器包括；有功電流限幅電路、無功電流限幅電 路、第一平方處理電路、第二平方處理電路、累加電路、開平方處理電路、求最小值電路，其 中：
[0016] 所述有功電流限幅電路的輸入端與所述功率控制器的有功電流參考值輸出端相 連，所述有功電流限幅電路的輸出端與所述求最小值電路的第一輸入端相連；
[0017] 所述無功電流限幅電路的輸入端與所述電壓控制器的無功電流參考值輸出端相 連，所述無功電流限幅電路的輸出端為所述自適應(yīng)限幅器的無功參考電流輸出端；
[0018] 所述第一平方處理電路的輸入為所述變換器單元輸出的參考電流限幅值，所述第 一平方處理電路的輸出端與所述累加電路的正值輸入端相連；
[0019] 所述第二平方處理電路的輸入端與所述電壓控制器的無功電流參考值輸出端相 連，所述第二平方處理電路的輸出端與所述累加電路的負(fù)值輸入端相連；
[0020] 所述累加電路的輸出端與所述開平方處理電路的輸入端相連，所述開平方處理電 路的輸出端與所述求最小值電路的第二輸出端相連；
[0021] 所述求最小值電路的輸出端為所述自適應(yīng)限幅器的有功參考電流輸出端。
[0022] 在一個實施例中，所述變換器單元包括；H相變換器，用于將所述儲能單元的能量 變換為微電網(wǎng)電壓攝動時所需補償?shù)哪芰浚?br>[0023] 濾波電抗，與所述H相變換器相連，用于濾除所述儲能單元中的直流功率轉(zhuǎn)換為 微電網(wǎng)交流無功功率時產(chǎn)生的高次諧波。
[0024] 在一個實施例中，所述H相變換器包括；用于在PWM控制下將直流電能變換為交 流電能。
[00巧]在一個實施例中，所述功率控制器中設(shè)置有第一 PI調(diào)節(jié)器，所述第一 PI調(diào)節(jié)器用 于將所述H相變換器輸出的有功功率所需補償?shù)墓β试O(shè)定值，輸入到所述微電網(wǎng)中；
[0026] 所述電壓控制器中設(shè)置有第二PI調(diào)節(jié)器，所述第二PI調(diào)節(jié)器用于將所述H相變 換器輸出的無功功率所需補償?shù)碾妷簲z動設(shè)定值，輸入到所述微電網(wǎng)中。
[0027] 在一個實施例中，所述PWM發(fā)生器還用于對主電路同一橋臂上的兩路驅(qū)動信號進 行互鎖、電氣隔離和功率放大。
[0028] 在一個實施例中，所述H相變換器由6個全控型開關(guān)器件構(gòu)成。
[0029] 在一個實施例中，所述功率控制器和所述電壓控制器中設(shè)置有PI調(diào)節(jié)器，用于進 行PI調(diào)節(jié)。
[0030] 在一個實施例中，所述PWM發(fā)生器為SKYP邸32型號的PWM發(fā)生器。
[0031] 在本實用新型實施例中，提供了一種微電網(wǎng)電壓攝動控制系統(tǒng)，在微電網(wǎng)中電壓 出現(xiàn)頻繁波動時，通過檢測微電網(wǎng)中的電壓和電流，應(yīng)用電壓控制攝動裝置，使得大規(guī)模儲 能單元中的能量轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定微電網(wǎng)中的無功電流，使暫態(tài)電壓能夠恢復(fù)到正常水平，同時 通過加入自適應(yīng)限幅器，使微電網(wǎng)電壓能夠在大范圍波動時，更快地穩(wěn)定在正常水平，從而 保證了微電網(wǎng)的安全可靠運行，本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中微電網(wǎng)中電壓頻繁波動和無 功功率難W優(yōu)化分配的技術(shù)問題，達到了有效抑制微電網(wǎng)的電壓波動，保證電壓穩(wěn)定運行 的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0032] 此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分， 并不構(gòu)成對本實用新型的限定。在附圖中：
[0033] 圖1是本實用新型實施例的微電網(wǎng)電壓攝動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖2是本實用新型實施例的變換器單元的電路圖；
[0035] 圖3是本實用新型實施例的自適應(yīng)限幅器的電路圖；
[0036] 圖4是本實用新型實施例的自適應(yīng)限幅器輸出參考電流軌跡示意圖；
[0037] 圖5是本實用新型實施例的網(wǎng)側(cè)電壓下降時電壓攝動裝置輸出功率曲線示意圖；
[0038] 圖6是本實用新型實施例的變換器單元內(nèi)環(huán)電流控制框圖；
[0039] 圖7是本實用新型實施例的控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)圖；
[0040] 圖8是本實用新型實施例的帶電壓攝動裝置的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖；
[0041] 圖9是本實用新型實施例的電壓攝動裝置輸出的相電壓波形示意圖；
[0042] 圖10是本實用新型實施例的電壓攝動裝置輸出的相電流波形示意圖；
[0043] 圖11是本實用新型實施例的補償前微電網(wǎng)電壓幅值波動波形示意圖；
[0044] 圖12是本實用新型實施例的補償后微電網(wǎng)電壓幅值波動波形示意圖；
[0045] 圖13是本實用新型實施例的電壓攝動裝置輸出的有功功率波形示意圖；
[0046] 圖14是本實用新型實施例的電壓攝動裝置輸出的無功功率波形示意圖；
[0047] 圖15是本實用新型實施例的電壓攝動裝置的硬件原理電路框圖；
[0048] 圖16是本實用新型實施例的微電網(wǎng)電壓攝動控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0049] 為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施方式和附 圖，對本實用新型做進一步詳細(xì)說明。在此，本實用新型的示意性實施方式及其說明用于解 釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。
[0050] 在本例中，提供了一種微電網(wǎng)電壓攝動控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括：儲能單元、變 換器單元、坐標(biāo)變換和有功功率計算單元、功率控制器、電壓控制器、自適應(yīng)限幅器、電流控 制器、PWM發(fā)生器，下面對該幾個組成單元的功能和相互之間的連