一种用于孤岛条件下微电网主从控制的实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及新能源发电协调控制领域，尤其是设及一种用于孤岛条件下微电网主 从控制的实现方法。
【背景技术】
[0002] 随着对于分布式发电W及相应的分布式储能技术的深入研究，逐步形成了将分布 式发电相关技术综合在一起而形成的特殊电网形式"微电网"，分布式电源的介入对于电网 电能质量和可靠性产生不利的影响，为了更加合理、有效地利用分布式电源，一些学者对于 "微电网"概念进行了大量的研究。微电网主要有两种运行模式，即并网运行模式、孤岛运行 模式。该两种模式都需要对微网内部的分布式电源进行控制，微电网协调控制策略主要有 主从控制、对等控制和分层控制3种。其中：主从控制策略是指微电网的控制系统中某一个 控制器为主控制器，其余是从控制器的控制方式，主从控制策略主要用于孤网运行时的微 电网。
[0003] 从微电源的控制方法上来看，微电源控制分为恒功率控制（PQcontrol)、下垂控 制值roopcontrol)、恒压恒频控制（Vfcontrol)W及恒压恒功率控制（PVcontrol)。下 垂控制相当于传统发电机的一次调频，即有差调节，通过解禪有功P、无功Q与电压V、频率f 之间的下垂特性曲线，进行系统电压和频率的调节。控制的目标是保证在微电网孤网运行 时，按照有功P-频率f对微电网孤网下的负荷进行均分。
[0004] 传统的主从控制主要用于PQ控制和Vf控制，并没有考虑下垂控制。而对于对等 网络中的下垂控制方法，无论是在与电网断开时还是孤岛运行所带负荷有巨大变化时，都 会有很大的功率缺额，该将引起微电网整体的频率和电压的大幅度变化，从而不能满足电 能质量的要求。另外，单个的主从网络对于主控微电源的依赖性过大，如果主控微电源的容 量较小，系统的稳定性就不能保证。
[0005] 《电力系统自动化学报》第2013年4月第7期刊出了论文"自适应调节下垂系数的 微电网控制"，该文提出了一个改进下垂控制算法，该改进算法通过对下垂系数的调整来改 善微电网电压或频率，此法可W减少微电网中逆变器的控制误差，提高微电网的控制精度。 为了更好地实现电压方面的稳定，本发明提出了一种有别于上述改进下垂控制算法的新方 法，并应用于微电网主从控制中。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于孤岛条件 下微电网主从控制的实现方法，不仅可W克服单个传统控制的缺点，并且相对于其他的混 合控制型逆变器在结构上得到很大的优化。
[0007] 本发明的目的可W通过W下技术方案来实现：
[000引一种用于孤岛条件下微电网主从控制的实现方法，用于对微电网中多个并联的DG值istributedGeneration,分布式电源）进行主从控制，每个DG采用分段式新型下垂控 制方法，包括改进型下垂控制与传统下垂控制，作为主控单元的DG处于改进型下垂控制状 态时，作为从控单元的DG处于传统下垂控制状态；
[0009] 所述改进型下垂控制中，p-f控制采用自动调节p-f曲线的下垂系数的方法，实现 对系统频率f的维持，Q-V控制采用平行改变下垂外特性的方法，实现对系统电压V的维持。
[0010] 所述分段式新型下垂控制方法根据DG的外特性分切成3段，中间段为改进型下垂 控制，首末段为传统下垂控制。
[0011] 所述传统下垂控制满足W下公式：
[0012]
【主权项】
1. 一种用于孤岛条件下微电网主从控制的实现方法，用于对微电网中多个并联的DG 进行主从控制，其特征在于，每个DG采用分段式新型下垂控制方法，包括改进型下垂控制 与传统下垂控制，作为主控单元的DG处于改进型下垂控制状态时，作为从控单元的DG处于 传统下垂控制状态； 所述改进型下垂控制中，P-f控制采用自动调节P-f曲线的下垂系数的方法，实现对系 统频率f的维持，Q-V控制采用平行改变下垂外特性的方法，实现对系统电压V的维持。
2. 根据权利要求1所述的一种用于孤岛条件下微电网主从控制的实现方法，其特征在 于，所述分段式新型下垂控制方法根据DG的外特性分切成3段，中间段为改进型下垂控制， 首末段为传统下垂控制。
3. 根据权利要求1或2所述的一种用于孤岛条件下微电网主从控制的实现方法，其特 征在于，所述传统下垂控制满足以下公式：
式中：f、V、P和Q分别表示DG频率、电压、有功功率和无功功率的测量值，fn、Vn、 9"分别表示DG频率、电压、有功功率和无功功率的额定值，m、n分别代表P-f、Q-V曲线的下 垂系数。
4. 根据权利要求1或2所述的一种用于孤岛条件下微电网主从控制的实现方法，其特 征在于，所述自动调节P-f曲线的下垂系数的方法将P-f曲线的下垂系数m切换为具有自 适应调节能力的P-f曲线的下垂系数IV满足以下公式：
式中：f和P分别表示DG频率和有功功率的测量值，4和P "分别表示DG频率和有功 功率的额定值，为DG在t-h时刻输出的有功功率，由P延迟t ^时间间隔得到，m i为自 适应下垂系数，根据检测到的有功功率变化进行自动调节。
5. 根据权利要求1或2所述的一种用于孤岛条件下微电网主从控制的实现方法，其特 征在于，所述平行改变下垂外特性的方法通过引入反馈的比例积分PI控制环节来实现保 持Q-V曲线的下垂系数不变而改变下垂特性的位置，使得电压的快速校正，满足以下公式： V-Va= -n[{Q - Qn) + ^^(V - i/ )] 式中：V和Q分别表示DG电压和无功功率的测量值，VdP Q "分别表示DG电压和无功 功率的额定值，η代表Q-V曲线的下垂系数，kp、h是对于DG输出的电压变动进行补偿，相 当于PI控制的比例、积分系数，s为拉普拉斯算子。
6. 根据权利要求1或2所述的一种用于孤岛条件下微电网主从控制的实现方法，其特 征在于，所述改进型下垂控制与传统下垂控制之间平滑切换。
【专利摘要】本发明涉及一种用于孤岛条件下微电网主从控制的实现方法，实现微电网中多个并联的DG的主从运行，每个DG采用分段式新型下垂控制方法，包括改进型下垂控制与传统下垂控制，作为主控单元的DG处于改进型下垂控制状态时，作为从控单元的DG处于传统下垂控制状态；所述改进型下垂控制中，P-f控制采用自动调节P-f曲线的下垂系数的方法，实现对系统频率f的维持，Q-V控制采用平行改变下垂外特性的方法，实现对系统电压V的维持。与现有技术相比，本发明用于解决微电网在运行过程中负荷或模式转换引起的频率和电压大幅变化，从而提高微电网电能质量。
【IPC分类】H02J3-12
【公开号】CN104836234
【申请号】CN201510259677
【发明人】程启明, 褚思远, 杨小龙, 张强, 黄山, 张海清
【申请人】上海电力学院
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月20日