智能社區微電網中雙向變流器的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種智能社區微電網中雙向變流器的控制方法，尤其涉及一種智能社區微電網中計劃性孤島運行模式下雙向變流器的控制方法。
【背景技術】
[0002]伴隨著經濟建設和生產取得了巨大成就的同時，我國也付出了巨大的能源和環境代價。繼^一五”規劃提出2010年實現單位國內生產總值能耗降低20%、主要污染物排放總量減少10%的約束性指標后，2009年中國政府再次提出到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%?45%，并將減排目標作為約束性指標納入國民經濟和社會發展的中長期規劃。中國節能減排工作面臨的形勢嚴峻，一方面，居民消費結構的升級與電氣化的耐用消費品的比重提高，生活能源消耗程度提高；另一方面，中國的產業發展水平也助推了中國的能源高消耗發展模式。
[0003]隨著國家能源發展戰略的調整和發展低碳經濟的要求，我國正加快資源節約型、環境友好型社會的建設，電能在提升能源效率中的地位舉足輕重。智能社區微電網系統形成了循環用電、環保用電的理想智能社區低碳能源系統，為發展低碳經濟，提高居民生活質量提供強有力的科技支撐。智能社區微電網系統不同于常規的配電網，其中接入了大量的分布式電源(光伏發電系統、風力發電系統、燃料電池發電系統等)，需要安裝電池儲能系統來實現電能的存儲和釋放，電池儲能系統成為支持微網自主運行和作為可控單元聯網運行不可缺少的重要組成部分，主要起到平抑系統擾動、維持供需平衡及支撐孤島運行時電壓/頻率穩定的作用。電池儲能系統中包含雙向變流器，其主要功能和作用是實現交流電網電能與儲能電池電能之間的能量雙向傳遞，可以適配多種直流儲能單元，如超級電容器組、蓄電池組、飛輪電池等，其不僅可以快速有效地實現平抑分布式發電系統隨機電能或潮流的波動，提高電網對大規模可再生能源發電(風能、光伏)的接納能力，且可以接受調度指令，吸納或補充電網的峰谷電能，及提供無功功率，以提高電網的供電質量和經濟效益。
[0004]智能社區微電網系統具有并網和孤島兩種模式，正常運行情況下，由主供電系統及分布式電源共同向周圍的負荷供電，而在主配電系統故障或檢修的情況下，在與之相關的開關設備斷開后，由分布式電源獨立向負荷供電。主配電系統斷開后，分布式電源與當地負荷一起組成一個小的孤立電網，稱為孤島(Island)。在孤島運行方式下，要求孤島內電源與負荷的容量必須是平衡的，如果功率(有功及無功)不平衡，孤島內的電壓和頻率將無法維持穩定，所以也就無法持續運行。從運行模式上，孤島分為計劃性和非計劃性孤島。為了維持孤島系統的穩定運行，應根據分布式電源容量和本地負荷的大小，事先確定好合理的孤島區域，在與主系統隔離后，不需要大的調節就能夠保持孤島內功率的平衡和電壓頻率的穩定。這種事先劃定的孤島區域，稱為計劃性孤島(Intent1nal Island)。一般來說，計劃性孤島是分布式電源對大電網的一個有利補充，可作為重要用戶的一種緊急供電手段。
[0005]針對智能社區微電網中計劃性孤島運行模式，需要提供一種有效的雙向變流器控制方法，以實現分布式電源與負荷之間的能量傳遞，提高供電質量和經濟效益。

【發明內容】

[0006]本發明提供一種智能社區微電網中雙向變流器的控制方法，提高了系統的動態性能，改善了輸出電壓波形，提高了計劃性孤島運行模式下的供電質量和經濟效益。
[0007]為了達到上述目的，本發明提供一種智能社區微電網中雙向變流器的控制方法，該控制方法采用電壓電流雙環反饋，以電感電流反饋控制作為內環，以輸出電壓瞬時值反饋為外環。
[0008]如權利要求1所述的智能社區微電網中雙向變流器的控制方法，該控制方法包含以下步驟:
步驟S1、將輸出電壓與參考電壓信號相比較，得到誤差信號經過瞬時值電壓環PI調節器后輸出作為電流內環參考給定；
步驟S2、將濾波電感電流與電流內環參考給定相比較，得到誤差信號經過電流內環PI調節器后輸出；
步驟S3、將電流內環PI調節器的輸出與三角載波相比較，產生SPffM驅動脈沖；
步驟S4、SPffM驅動脈沖驅動雙向變流器輸出純凈正弦波，供本地負載使用。
[0009]本發明提高了系統的動態性能，改善了輸出電壓波形，提高了計劃性孤島運行模式下的供電質量和經濟效益。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的流程圖。
【具體實施方式】
[0011]以下根據圖1具體說明本發明的較佳實施例。
[0012]如圖1所示，本發明提供一種智能社區微電網中雙向變流器的控制方法，采用經典電壓電流雙環反饋的控制方法，以電感電流反饋控制作為內環，以輸出電壓瞬時值反饋為外環，該控制方法包含以下步驟:
步驟S1、將輸出電壓與參考電壓信號相比較，得到誤差信號經過瞬時值電壓環PI調節器后輸出作為電流內環參考給定；
步驟S2、將濾波電感電流與電流內環參考給定相比較，得到誤差信號經過電流內環PI調節器后輸出；
步驟S3、將電流內環PI調節器的輸出與三角載波相比較，產生SPffM (正弦脈寬調制，Sinusoidal Pulse Width Modulat1n)驅動脈沖；
步驟S4、SPffM驅動脈沖驅動雙向變流器輸出純凈正弦波，供本地負載使用。
[0013]電流內環可以提高系統的動態性能，瞬時值電壓環可以改善輸出電壓波形，提高了計劃性孤島運行模式下的供電質量和經濟效益。
[0014]盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【主權項】
1.一種智能社區微電網中雙向變流器的控制方法，其特征在于，該控制方法采用電壓電流雙環反饋，以電感電流反饋控制作為內環，以輸出電壓瞬時值反饋為外環。2.如權利要求1所述的智能社區微電網中雙向變流器的控制方法，其特征在于，該控制方法包含以下步驟: 步驟S1、將輸出電壓與參考電壓信號相比較，得到誤差信號經過瞬時值電壓環PI調節器后輸出作為電流內環參考給定； 步驟S2、將濾波電感電流與電流內環參考給定相比較，得到誤差信號經過電流內環PI調節器后輸出； 步驟S3、將電流內環PI調節器的輸出與三角載波相比較，產生SPffM驅動脈沖； 步驟S4、SPffM驅動脈沖驅動雙向變流器輸出純凈正弦波，供本地負載使用。
【專利摘要】一種智能社區微電網中雙向變流器的控制方法，該控制方法采用電壓電流雙環反饋，以電感電流反饋控制作為內環，以輸出電壓瞬時值反饋為外環。本發明提高了系統的動態性能，改善了輸出電壓波形，提高了計劃性孤島運行模式下的供電質量和經濟效益。
【IPC分類】H02J3/32, H02M7/66
【公開號】CN105186917
【申請號】CN201510554098
【發明人】時珊珊, 柳勁松, 張宇, 劉舒, 方炯, 楊棟, 雷珽, 樸紅艷, 袁加妍
【申請人】國網上海市電力公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月2日