一种交直流混合微电网中ic的双向下垂控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种交直流混合微电网中IC的双向下垂控 制方法。
【背景技术】
[0002] 交直流混合微电网中连接交流子网和直流子网，控制交流母线和直流母线电能转 换的变换器称为接口变换器（interlinkingconverter，1C)。IC控制电能的双向流动，实 现分布式能源的最大利用。很多学者已经对分布式电源变换器的下垂控制方法进行了深入 的研宄，下垂方法主要包括调节直流电压控制有功功率输出的直流电压-有功功率的Utk-P 下垂与调节交流频率和电压控制功率输出的f-P和U-Q下垂。传统分布式电源的下垂控制 方法并不能很好的应用于1C，原因如下：
[0003] (1)与分布式电源不同，IC需要管理两个子网间双向的有功功率流动，电能既可 以从交流子网流向直流子网，也可以从直流子网流向交流子网，IC需要协调控制交流子网 与直流子网之间的能量传输，传递功率的方向会随着运行状态的不同而变化；
[0004] (2)每一个时刻，对于两侧的子网来说，IC都要同时分别扮演电源和负荷两种角 色，传递功率大小影响着系统的稳定运行。
[0005] 目前对IC采用的控制方法包括恒电压控制和下垂控制等。采用恒电压控制的双 向变换器使得HMG的输出功率不可控，不利于并网，且母线电压或者频率的平衡完全依赖 于双向变换器，降低了系统稳定性；下垂控制方法考虑交流侧或者直流侧一侧的电压信号， 没有同时考虑到两侧信号对IC工作状况的影响。因此需要设计控制方法，同时考虑多种因 素对IC传输的有功功率的影响，提高控制的精度与稳定性。
【发明内容】
[0006] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种交直流混合微电网中IC的双向 下垂控制方法，确控制电能的双向流动，实现分布式能源的最大利用；保证电压质量，防止 直流电压与频率的跌落；实现了接口变换器间负荷的均匀分配，提高了交直流混合微电网 的稳定性。
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[0008] 本发明提供一种交直流混合微电网中IC的双向下垂控制方法，所述方法包括以 下步骤：
[0009] 步骤1 :对交直流混合微电网中IC进行双向下垂控制；
[0010] 步骤2 :对交直流混合微电网中IC进行恢复控制。
[0011] 所述步骤1具体包括以下步骤：
[0012] 步骤1-1 :计算IC直流侧电压偏差和IC交流侧频率偏差；
[0013] 步骤1-2 :计算IC直流侧电压下垂系数和IC交流侧频率下垂系数；
[0014] 步骤1-3 :计算直流子网电源容量与负荷需要的不平衡度和交流子网电源容量与 负荷需要的不平衡度；
[0015] 步骤1-4 :计算IC的有功功率参考值。
[0016] 所述步骤1-1中，设IC直流侧电压偏差用AUde表示，IC交流侧频率偏差用Af 表不，AUde和Af分别表不为：
[0017] AUdc=Udc0-Udc
[0018] Af=f0-f
[0019] 其中，Ude为IC直流侧电压，Udec^IC直流侧稳态电压，f为IC交流侧频率，fQ为 IC交流侧稳态频率。
[0020] 所述步骤1-2中，设Kfj为第j个IC交流侧频率下垂系数，Kuj为第j个IC直流侧 电压下垂系数，Kf4PK.分别表示为：
【主权项】
1. 一种交直流混合微电网中IC的双向下垂控制方法，其特征在于：所述方法包括以下 步骤： 步骤1 :对交直流混合微电网中IC进行双向下垂控制； 步骤2 :对交直流混合微电网中IC进行恢复控制。
2. 根据权利要求1所述的交直流混合微电网中IC的双向下垂控制方法，其特征在于： 所述步骤1具体包括以下步骤： 步骤1-1 :计算IC直流侧电压偏差和IC交流侧频率偏差； 步骤1-2 :计算IC直流侧电压下垂系数和IC交流侧频率下垂系数； 步骤1-3 :计算直流子网电源容量与负荷需要的不平衡度和交流子网电源容量与负荷 需要的不平衡度； 步骤1-4 :计算IC的有功功率参考值。
3. 根据权利要求2所述的交直流混合微电网中IC的双向下垂控制方法，其特征在于： 所述步骤1-1中，设IC直流侧电压偏差用Λ Ude表示，IC交流侧频率偏差用Λ f表示，Λ U dc和Δ f分别表不为： AUdc= Udc0-Udc Af = f0-f 其中，Udc为IC直流侧电压，Udctl为IC直流侧稳态电压，f为IC交流侧频率，f Q为IC交 流侧稳态频率。
4. 根据权利要求2所述的交直流混合微电网中IC的双向下垂控制方法，其特征在于： 所述步骤1-2中，设Kf」为第j个IC交流侧频率下垂系数，K uj为第j个IC直流侧电压下垂 系数，和1^_分别表示为：
其中，Sj为第j个IC的容量，S t(rtal为IC的总额定容量，P aemax和P aemin分别为交流子网 向直流子网输出的有功功率最大值和最小值，fmax和fmin分别为IC交流侧频率最大值和最 小值，Pd_^B Pdcmin分别为直流子网向交流子网输出的有功功率最大值和最小值，Utkmax和 Utkmin分别为IC直流侧电压最大值和最小值。
5. 根据权利要求3或4所述的交直流混合微电网中IC的双向下垂控制方法，其特征 在于：所述步骤1-3中，根据Δ Ud。和K u/导到直流子网电源容量与负荷需要的不平衡度，并 根据Λ f和Kf/导到交流子网电源容量与负荷需要的不平衡度P f，PMf u和P ,分别表示 为： Pref-U= AUdcXKuj Pref-f= AfXKfj 其中，PMf_u为直流子网电源容量与负荷需要的不平衡度，p??为交流子网电源容量与 负荷需要的不平衡度。
6. 根据权利要求5所述的交直流混合微电网中IC的双向下垂控制方法，其特征在于： 所述步骤1-4中，根据IC的稳态有功功率P^Pref u和P ,ef f得到第j个IC的有功功率参考 值，其表示为：
其中，P,efj为第j个IC的有功功率参考值。
7.根据权利要求6所述的交直流混合微电网中IC的双向下垂控制方法，其特征在于： 所述步骤2具体包括以下步骤： 步骤2-1:将AUd。、Af分别经过PI控制和死区控制得到的值相乘，即可获得IC直流 侧有功功率补偿值P,ef_su和交流侧有功功率补偿值P ,ef_sf，以恢复IC直流侧电压和IC交流 侧频率的稳定； 步骤2-2 :当Λ Ud。、Λ f在允许范围内时，PMf，和P sf均为0,不影响IC传输的有功 功率；当AUd。、Af超出允许范围内时，PMf ^PPref sf不再为0,于是即可得到经过恢复控 制后第j个IC的有功功率参考值，其表示为：
其中W 为经过恢复控制后第j个IC的有功功率参考值。
【专利摘要】本发明提供了一种交直流混合微电网中IC的双向下垂控制方法，对交直流混合微电网中IC进行Udc-f-P双向下垂控制和恢复控制，确控制电能的双向流动，实现分布式能源的最大利用；保证电压质量，防止直流电压与频率的跌落；实现了接口变换器间负荷的均匀分配，提高了交直流混合微电网的稳定性。
【IPC分类】H02J5-00
【公开号】CN104852407
【申请号】CN201510276456
【发明人】季宇, 刘海涛, 苏剑, 高泽, 吴鸣, 李洋, 于辉, 李蕊, 吕志鹏
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司, 国网浙江省电力公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月26日