本發明涉及一種低壓微網，尤其涉及一種低壓微網的控制方法。

背景技術：

近年來，分布式發電技術以其能源利用率高、污染小、可靠性高等特點受到了廣泛關注，其中分布式發電技術可充分利用多種可再生能源，為人類日益嚴重的能源和環境危機帶來了曙光。近年來在各國政府支持下，分布式發電技術發展迅速，目前較為成熟的分布式發電技術包括光伏發電、燃料電池發電、微型燃氣輪機發電、風力發電等。分布式電源并網方式可分為交流旋轉電機直接并網和通過電力電子換流裝置并網2種，后者在系統的電壓、頻率以及功率調節方面更加靈活。隨著分布式發電技術的發展，多種分布式電源、儲能裝置、負荷及控制裝置組合成獨立的供電系統，以微網的形式接入大電網，利用控制的靈活性可實現其對大電網供電能力和電能質量的支撐作用。

在并網模式和孤島模式下，微網要求對各分布式電源進行協調控制，以保證高效的潮流調節和電壓穩定能力；為了進一步體現微網對大電網的支撐作用，要求協調控制同樣具有模式切換功能，保證在失去外部供電后，微網對本地重要負荷的持續供電。

常見的控制方法如在并網和孤島運行模式轉換時進行了控制策略的切換，增大了控制器在切換過程中平滑過渡的難度，容易產生較大沖擊；基于下垂控制的無差V-f控制，但是這種控制只能應用于一個主控分布式電源，不利于實現孤島時各分布式電源功率的合理分配。

技術實現要素：

為了克服微網運行模式變化時控制策略變換導致的微網過度不平滑的難題，本發明提出一種低壓微網控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是。

本發明提出了無功功率控制環節的改進方法，實現了并網運行時基于下垂控制的恒功率控制，并提出了一種并網轉孤島運行時控制參數的調節方法，以減小脫網過程對微網系統的沖擊。

低壓微網控制方法包括：并網運行控制、孤島運行控制和同步并網控制三個部分。

所述并網運行控制包括三環控制，最外環是無功功率控制環節，中間是P-f和Q-V下垂計算環節，最后是采用逆變器端口電壓幅值PI調節的控制內環。

所述孤島運行控制包括兩環控制，外環是P-f和Q-V下垂計算環節，采用逆變器端口電壓幅值PI調節的控制內環。

所述同步并網控制實現了微網孤島運行向并網運行的過渡，利用公共連接點斷路器兩端電壓幅值和相位差值作為反饋量進行PI調節。

本發明的有益效果是：實現了并網運行時基于下垂控制的間接恒功率控制方式。并在脫網過程中采用了控制參數自動調節機制，以減小微網大功率不匹配引起的電壓波動，在維持分布式電源輸出功率的前提下利用下垂控制完成微網的同步并網。本發明提出的控制方法能夠有效地加快脫網過程中的電壓調節速度，實現孤島運行微網的平滑并網，降低運行模式變化給微網帶來的沖擊。

附圖說明

圖1下垂控制。

圖2電壓環控制。

圖3相位并網控制。

圖4幅值并網控制。

具體實施方案

圖1中，和分別為無功功率PI調節后疊加生成的實際電壓參考值和額定電壓參考值；為輸出無功功率參考值；和分別為無功功率PI控制的比例參數和積分參數。圖1中，采用Q-V下垂控制策略，形成了三環控制系統結構，最外環是無功功率控制環節，中間是P-f和Q-V下垂計算環節，最后是采用逆變器端口電壓幅值PI調節的控制內環。三環控制系統結構實現了低壓微網并網運行時基于下垂控制的間接功率控制。

本發明的下垂控制內環采用電壓有效值內環，電壓有效值內環能夠采用比例積分環節快速實現無差調節，控制參數易于設計。圖2中：為逆變器端口直流電壓；為濾波器參數，為電壓有效值采樣延遲時間。為了使微網系統在穩態運行或是小擾動下保持較小的電壓脈動，要求電壓控制器具有平緩的動態過程，保證系統的穩定性。而在電網模式切換的劇烈動態過程中，要求控制器具有較大的比例和積分參數，從而使電壓指令快速變化，電壓內環獲得較好的動態性能。

同步并網控制是微網孤島運行向并網運行過渡的重要前提。孤島狀態下微網的并網控制和傳統發電機并網要求相同，都需要公共連接點兩端電壓的幅值、頻率和相位完全一致。圖3和圖4中，在不改變基本控制結構的基礎上，利用公共連接點斷路器兩端電壓幅值和相位差值作為反饋量進行PI調節，疊加得到新的頻率和幅值參考項。圖中分別為大電網和微網在公共連接點處的電壓相位、幅值。