不变，此时DG1、DG3分别运行于Al、Cl点，采用倒下垂控制输出有功功率分别为Plm和P 3k，随着负荷需求有功功率的增加，主控电源DG2的输出功率增大，只要负荷需求的有功功率在其可调节的范围内，DG2就能保持系统的频率不变，而DG1、DG3仍运行于A1、C1两点，采用倒下垂方式输出恒定的功率。当DG2的输出有功增大直至达到最大值P2m仍无法满足负荷的需求时，DG2将被迫改变其控制方式，自动切换为倒下垂控制方式，此时系统的频率将会下降，当频率降低到阈值f3min时，DG3将由倒下垂控制转换为V/f控制方式，作为新的主控电源维持系统的频率为f3niin不变，并增加其输出有功参与功率的调节，而DGl与DG2将分别运行于图中的B1、Dl点输出恒定的有功功率，以使系统达到功率平衡。
[0067]若某一时刻，由于负荷需求的减小，此时的主控电源DG3，维持系统的频率为f3min不变，输出功率减小直到DG3的最小值P3k仍无法满足负荷的需求时，DG3将被迫改变其控制方式，自动切换为倒下垂控制方式，此时系统的频率将会上升，当频率上升到阈值f2max时，DG2将由倒下垂控制转换为V/f控制方式，作为新的主控电源维持系统的频率为f2_不变，并降低其输出有功参与功率的调节，此时DGl与DG3将分别运行于图中的E1、Fl点输出恒定的有功功率，以使系统达到功率平衡。
[0068]图8是本发明的微电源的无功-电压静态特性示意图:(a)为电源DGl的无功-电压静态特性示意图，(b)为电源DG2的无功-电压静态特性示意图，(c)为电源DG3的无功-电压静态特性示意图。微电网运行于孤岛模式时，假设系统初始运行时，DG2作为主控电源，维持系统的电压为V2nJg定不变，此时DG1、DG3分别运行于A2、C2点，采用倒下垂控制输出无功功率分别为Qlm和Q 3k，随着负荷需求无功功率的增加，主控电源DG2的输出功率增大，只要负荷需求的无功功率在其可调节的范围内，DG2就能保持系统的电压不变，而DG2、DG3仍运行于A2、C2两点，采用倒下垂方式输出恒定的功率。当DG2的输出无功增大直至达到最大值Q2m仍无法满足负荷的需求时，DG2将被迫改变其控制方式，自动切换为倒下垂控制方式，此时系统的电压将会下降，当电压降低到阈值V3niin时，DG3将由倒下垂控制转换为V/f控制方式，作为新的主控电源维持系统的电压为V3min不变，并增加其输出无功参与功率的调节，而DGl与DG2将分别运行于图中的B2、D2点输出恒定的无功功率，以使系统达到功率平衡。
[0069]若某一时刻，由于负荷需求的减小，此时的主控电源DG3，维持系统的电压为V3min不变，输出功率减小直到DG3的最小值Q3k仍无法满足负荷的需求时，DG3将被迫改变其控制方式，自动切换为倒下垂控制方式，此时系统的电压将会上升，当电压上升到阈值V2max时，DG2将由倒下垂控制转换为V/f控制方式，作为新的主控电源维持系统的电压为V2niax不变，并降低其输出无功参与功率的调节，此时DGl与DG3将分别运行于图中的E2、F2点输出恒定的无功功率，以使系统达到功率平衡。
[0070]根据本发明的技术方案，微电网与大电网并网运行时，其内部的微电源采用倒下垂控制方式；微电网切换为孤岛模式时，具有滞回输出特性的微电源在系统频率达到其设置的最大或最小参考频率时就会由倒下垂方式切换为V/f控制方式，作为主控电源来提供电压及频率支撑，当其输出的功率达到最大输出功率时又自动切换为倒下垂控制方式，而由另外的微电源来稳定电压及频率。由此可以看出，具有这种滞回输出特性的微电源不但可以运行于微网的并网模式下，还可以运行于微网的孤岛模式下，为系统提供稳定的电压幅值及频率，并且使系统具有多个平衡节点，其功率调节范围增大，每个微电源可根据其设置的最大、最小参考频率及其可输出的有功功率的范围来投入或退出主控模式，也就是说各微电源工作方式的切换不需要通讯。另外，这种微电源还使得系统具有较好的容错性能，主要表现在负荷功率变化时，各微电源依次切换为主控电源调节自身输出的功率，即使次序出现错误仍会有微电源作为主控电源给系统提供稳定的电压和频率，系统仍能稳定运行。
[0071]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.具有滞回特性的v/f-倒下垂型微电网逆变器电源，其特征在于，包括信号输入模块、v/f-倒下垂滞环控制模块、双反馈解耦PWM控制模块、输出驱动模块和VSC主电路；其中 信号输入模块，通过电流互感器、电压互感器采集微电网母线上的第一电流、电压信号，将信号输出至V/f-倒下垂滞环控制模块、双反馈解耦PWM控制模块； V/f-倒下垂滞环控制模块，将接收的第一电压信号、电流信号经处理后，输出频率信号或有功功率信号，以及无功功率信号或第二电压信号至双反馈解耦PWM控制模块； 双反馈解耦PWM控制模块，用于根据第一电压信号、电流信号以及频率信号或有功功率信号、无功功率信号或第二电压信号，生成PWM控制脉冲并输出至输出驱动模块； 输出驱动模块，用于接收PWM控制脉冲，并输出驱动信号至VSC主电路； VSC主电路，当接收到驱动信号，将外部输入的直流电转换成交流电输出。
2.根据权利要求1所述的具有滞回特性的V/f-倒下垂型微电网逆变器电源，其特征在于，所述v/f-倒下垂滞环控制模块包括f滞环控制模块、V滞环控制模块；其中， f滞环控制模块包括第一处理单元、第一滞环触发器单元、第一控制单元；预先设定最小门槛频率fmin、最大门槛频率fmax，逆变器输出频率fmin时，输出最小有功功率极限值Pn、最大有功功率极限值Pm，逆变器输出频率fmax时，输出最小有功功率极限值Pk、最大有功功率极限值 Pf，fmin〈fmax，Pk〈Pn〈Pf〈Pm ;其中， 第一处理单元，用于将接收的第一电压信号、电流信号经计算处理获得有功功率P入和频率f入，P入和f入均输出至第一滞环触发器单元、第一控制单元； 第一滞环触发器单元，根据接收的有功功率P入和频率f入进行判断，当频率f入为fmin或fmax时，导通第二触发信号，反之，导通第一触发信号； 第一控制单元，接收到第一触发信号时，采用P倒下垂控制；接收到第二触发信号时，采用f控制； V滞环控制模块包括第二处理单元、第二滞环触发器单元、第二控制单元；预先设定最小门滥电压Vmin、最大门滥电压Vmax、逆变器输出电压Vmin时，输出最小无功功率极限值Qn、最大无功功率极限值Qm，逆变器输出电压Vmax时，输出最小无功功率极限值Qk、最大无功功率极限值 Qf，Vmin〈Vmax，Qk〈Qn〈Qf〈Qm ;其中， 第二处理单元，用于将接收的第一电压信号、电流信号经计算处理获得无功功率Q入和电压V入； 第二滞环触发器单元，根据接收的无功功率Q入和电压V入进行判断，当电压V入为Vmin或Vmax时，导通第四触发信号，反之，导通第三触发信号； 第二控制单元，接收到第三触发信号时，采用Q倒下垂控制；接收到第四触发信号时，采用V控制。
3.根据权利要求1所述的具有滞回特性的V/f-倒下垂型微电网逆变器电源，其特征在于:所述倒下垂控制是根据微电网母线上的电压幅值和频率，利用有功-频率、无功-电压相关的特性控制逆变器的输出功率。
4.根据权利要求2所述的一种塑料组装隔断间三板连接装置，其特征在于:所述最小门槛频率fmin、最大门槛频率fmax设置在49.5Hz?50.5Hz之间。
5.根据权利要求2所述的一种塑料组装隔断间三板连接装置，其特征在于:所述最小门滥电压Vmin、最大门滥电压Vmax设置在用户需要额定电压的90%?110%之间。
6.根据权利要求1所述的具有滞回特性的V/f-倒下垂型微电网逆变器电源，其特征在于，所述V/f-倒下垂滞环控制模块具有滞回响应的控制特性。
【专利摘要】本发明公开了一种具有滞回特性的V/f-倒下垂型微电网逆变器电源及其组网方法。属于电力电子装置及其控制领域，微电网在孤网运行时，至少需要一个电源工作在主控模式下，平衡微电网的功率和电压，如V/f控制方式或下垂控制方式。倒下垂控制本质属于功率调节，可以通过设置倒下垂比例系数，控制功率输出在小范围内波动。本发明提供了一种具有滞回特性的V/f-倒下垂型微电网逆变器电源，可等效增大主控电源的控制能力。运行在V/f方式下的主控型电源，当输出的有功或无功功率越限时，需转为倒下垂方式。同时，满足另外一个逆变器微电源自动转为主控方式。可设置不同的门槛值，逆变器电源可以按照预先设定的阈值平衡微电网的负荷波动。
【IPC分类】H02M7-5395, H02J3-38
【公开号】CN104539186
【申请号】CN201410771800
【发明人】沈卫兵, 吴仲超, 路坦, 孙建连, 盛华艳, 孙智慧, 薛立军, 余方召
【申请人】国家电网公司, 国网安徽省电力公司蚌埠供电公司, 河海大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月12日