一種交直流混合微電網中ic的雙向下垂控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種控制方法，具體涉及一種交直流混合微電網中IC的雙向下垂控 制方法。
【背景技術】
[0002] 交直流混合微電網中連接交流子網和直流子網，控制交流母線和直流母線電能轉 換的變換器稱為接口變換器（interlinkingconverter，1C)。IC控制電能的雙向流動，實 現分布式能源的最大利用。很多學者已經對分布式電源變換器的下垂控制方法進行了深入 的研宄，下垂方法主要包括調節直流電壓控制有功功率輸出的直流電壓-有功功率的Utk-P 下垂與調節交流頻率和電壓控制功率輸出的f-P和U-Q下垂。傳統分布式電源的下垂控制 方法并不能很好的應用于1C，原因如下：
[0003] (1)與分布式電源不同，IC需要管理兩個子網間雙向的有功功率流動，電能既可 以從交流子網流向直流子網，也可以從直流子網流向交流子網，IC需要協調控制交流子網 與直流子網之間的能量傳輸，傳遞功率的方向會隨著運行狀態的不同而變化；
[0004] (2)每一個時刻，對于兩側的子網來說，IC都要同時分別扮演電源和負荷兩種角 色，傳遞功率大小影響著系統的穩定運行。
[0005] 目前對IC采用的控制方法包括恒電壓控制和下垂控制等。采用恒電壓控制的雙 向變換器使得HMG的輸出功率不可控，不利于并網，且母線電壓或者頻率的平衡完全依賴 于雙向變換器，降低了系統穩定性；下垂控制方法考慮交流側或者直流側一側的電壓信號， 沒有同時考慮到兩側信號對IC工作狀況的影響。因此需要設計控制方法，同時考慮多種因 素對IC傳輸的有功功率的影響，提高控制的精度與穩定性。

【發明內容】

[0006] 為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種交直流混合微電網中IC的雙向 下垂控制方法，確控制電能的雙向流動，實現分布式能源的最大利用；保證電壓質量，防止 直流電壓與頻率的跌落；實現了接口變換器間負荷的均勻分配，提高了交直流混合微電網 的穩定性。
[0007] 為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：
[0008] 本發明提供一種交直流混合微電網中IC的雙向下垂控制方法，所述方法包括以 下步驟：
[0009] 步驟1 :對交直流混合微電網中IC進行雙向下垂控制；
[0010] 步驟2 :對交直流混合微電網中IC進行恢復控制。
[0011] 所述步驟1具體包括以下步驟：
[0012] 步驟1-1 :計算IC直流側電壓偏差和IC交流側頻率偏差；
[0013] 步驟1-2 :計算IC直流側電壓下垂系數和IC交流側頻率下垂系數；
[0014] 步驟1-3 :計算直流子網電源容量與負荷需要的不平衡度和交流子網電源容量與 負荷需要的不平衡度；
[0015] 步驟1-4 :計算IC的有功功率參考值。
[0016] 所述步驟1-1中，設IC直流側電壓偏差用AUde表示，IC交流側頻率偏差用Af 表不，AUde和Af分別表不為：
[0017] AUdc=Udc0-Udc
[0018] Af=f0-f
[0019] 其中，Ude為IC直流側電壓，Udec^IC直流側穩態電壓，f為IC交流側頻率，fQ為 IC交流側穩態頻率。
[0020] 所述步驟1-2中，設Kfj為第j個IC交流側頻率下垂系數，Kuj為第j個IC直流側 電壓下垂系數，Kf4PK.分別表示為：
【主權項】
1. 一種交直流混合微電網中IC的雙向下垂控制方法，其特征在于：所述方法包括以下 步驟： 步驟1 :對交直流混合微電網中IC進行雙向下垂控制； 步驟2 :對交直流混合微電網中IC進行恢復控制。
2. 根據權利要求1所述的交直流混合微電網中IC的雙向下垂控制方法，其特征在于： 所述步驟1具體包括以下步驟： 步驟1-1 :計算IC直流側電壓偏差和IC交流側頻率偏差； 步驟1-2 :計算IC直流側電壓下垂系數和IC交流側頻率下垂系數； 步驟1-3 :計算直流子網電源容量與負荷需要的不平衡度和交流子網電源容量與負荷 需要的不平衡度； 步驟1-4 :計算IC的有功功率參考值。
3. 根據權利要求2所述的交直流混合微電網中IC的雙向下垂控制方法，其特征在于： 所述步驟1-1中，設IC直流側電壓偏差用Λ Ude表示，IC交流側頻率偏差用Λ f表示，Λ U dc和Δ f分別表不為： AUdc= Udc0-Udc Af = f0-f 其中，Udc為IC直流側電壓，Udctl為IC直流側穩態電壓，f為IC交流側頻率，f Q為IC交 流側穩態頻率。
4. 根據權利要求2所述的交直流混合微電網中IC的雙向下垂控制方法，其特征在于： 所述步驟1-2中，設Kf」為第j個IC交流側頻率下垂系數，K uj為第j個IC直流側電壓下垂 系數，和1^_分別表示為：
其中，Sj為第j個IC的容量，S t(rtal為IC的總額定容量，P aemax和P aemin分別為交流子網 向直流子網輸出的有功功率最大值和最小值，fmax和fmin分別為IC交流側頻率最大值和最 小值，Pd_^B Pdcmin分別為直流子網向交流子網輸出的有功功率最大值和最小值，Utkmax和 Utkmin分別為IC直流側電壓最大值和最小值。
5. 根據權利要求3或4所述的交直流混合微電網中IC的雙向下垂控制方法，其特征 在于：所述步驟1-3中，根據Δ Ud。和K u/導到直流子網電源容量與負荷需要的不平衡度，并 根據Λ f和Kf/導到交流子網電源容量與負荷需要的不平衡度P f，PMf u和P ,分別表示 為： Pref-U= AUdcXKuj Pref-f= AfXKfj 其中，PMf_u為直流子網電源容量與負荷需要的不平衡度，p??為交流子網電源容量與 負荷需要的不平衡度。
6. 根據權利要求5所述的交直流混合微電網中IC的雙向下垂控制方法，其特征在于： 所述步驟1-4中，根據IC的穩態有功功率P^Pref u和P ,ef f得到第j個IC的有功功率參考 值，其表示為：
其中，P,efj為第j個IC的有功功率參考值。
7.根據權利要求6所述的交直流混合微電網中IC的雙向下垂控制方法，其特征在于： 所述步驟2具體包括以下步驟： 步驟2-1:將AUd。、Af分別經過PI控制和死區控制得到的值相乘，即可獲得IC直流 側有功功率補償值P,ef_su和交流側有功功率補償值P ,ef_sf，以恢復IC直流側電壓和IC交流 側頻率的穩定； 步驟2-2 :當Λ Ud。、Λ f在允許范圍內時，PMf，和P sf均為0,不影響IC傳輸的有功 功率；當AUd。、Af超出允許范圍內時，PMf ^PPref sf不再為0,于是即可得到經過恢復控 制后第j個IC的有功功率參考值，其表示為：
其中W 為經過恢復控制后第j個IC的有功功率參考值。
【專利摘要】本發明提供了一種交直流混合微電網中IC的雙向下垂控制方法，對交直流混合微電網中IC進行Udc-f-P雙向下垂控制和恢復控制，確控制電能的雙向流動，實現分布式能源的最大利用；保證電壓質量，防止直流電壓與頻率的跌落；實現了接口變換器間負荷的均勻分配，提高了交直流混合微電網的穩定性。
【IPC分類】H02J5-00
【公開號】CN104852407
【申請號】CN201510276456
【發明人】季宇, 劉海濤, 蘇劍, 高澤, 吳鳴, 李洋, 于輝, 李蕊, 呂志鵬
【申請人】中國電力科學研究院, 國家電網公司, 國網浙江省電力公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月26日