CN103390892A - 基于换流器接口的微电网电源的控制方法及系统 - Google Patents

基于换流器接口的微电网电源的控制方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103390892A
CN103390892A CN2013102611363A CN201310261136A CN103390892A CN 103390892 A CN103390892 A CN 103390892A CN 2013102611363 A CN2013102611363 A CN 2013102611363A CN 201310261136 A CN201310261136 A CN 201310261136A CN 103390892 A CN103390892 A CN 103390892A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
little
converter
frequency
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013102611363A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103390892B (zh
Inventor
王以笑
雷振锋
路进升
崔丽艳
王留送
丁骁
董永超
霍富强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Xuji Group Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Xuji Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Xuji Group Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201310261136.3A priority Critical patent/CN103390892B/zh
Publication of CN103390892A publication Critical patent/CN103390892A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103390892B publication Critical patent/CN103390892B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/14—District level solutions, i.e. local energy networks

Abstract

本发明涉及基于换流器接口的微电网电源的控制方法及系统，在微电网并网运行时，其内部的微电网电源可以采用PQ控制方式输出恒定的功率；微电网切换为孤岛模式时，具有混合输出特性的微电源在系统频率达到其设置的参考频率时就会由PQ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V/f控制区段的最大输出功率时又自动切换为PQ控制方式，而由另外的微电源来稳定电压及频率；本发明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，具有广泛的应用前景。

Description

基于换流器接口的微电网电源的控制方法及系统
技术领域
本发明属于微电网控制技术领域，涉及一种基于换流器接口的微电网电源的控制方法及系统。
背景技术
随着电力需求的不断增长，常规电网在过去数十年里体现出来的优势使其得以快速的发展。然而由于其成本高、运行难度大，以及能源短缺、环境污染的日益加重，促进了环保、灵活、以可再生能源为主的分布式发电技术的发展。为了充分发挥分布式发电的优点并解决大电网与其之间的矛盾，一般将分布式发电系统以微电网的形式运行，然而随着微电网的接入，出现了一些新的问题，主要是微电网在孤岛运行模式下采用何种控制方式才能维持整个系统的稳定运行。
微电网在孤网状态时，需要对其内部各个微电源进行有效的控制以维持整个系统能够稳定运行，保证系统的电压及频率在合理的范围内。目前，国内外学者主要提出了三种基于换流器接口的微电源的控制方式：下垂控制方式、V/f控制方式和PQ控制方式，前两种控制方式主要用于微电网在孤岛运行模式下时为系统提供稳定的电压及频率，但采用下垂控制方式时，随着负荷需求的变化系统的电压幅值及频率也会相应的发生变化，因此下垂控制方式属于有差调节，在负荷需求变化较大时系统的电压幅值及频率可能超出规定的允许偏差范围，不能使系统稳定运行；采用V/f控制方式的微电源虽然可以在其可调容量范围内维持系统的电压幅值及频率不变，但是只能运行于微电网的孤岛模式下，不能并网运行；采用PQ控制方式的微电源不能独立运行，只能运行于有其他电源提供电压及频率支撑的情况下。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于换流器接口的微电网电源的控制方法及系统，以解决现有微电网电源控制方式无法实现在并网模式和孤岛模式下均维持整个系统稳定运行的问题。
为实现发明目的，本发明的基于换流器接口的微电网电源的控制系统包括：
电压电流检测模块，用于检测当前系统的电压、电流变量；
锁相环模块，用于检测系统的实时频率，以控制并网换流器跟踪系统的频率；
功率计算模块，用于根据电压电流检测模块获得的电压、电流变量来计算微电网电源输出的实时有功、无功功率；
并网换流器，用于微电网电源和大电网的连接及其之间的电能交换，由换流器控制模块来控制；
换流器控制模块，包括PQ控制器和V/f控制器，用于根据电压电流检测模块、锁相环模块、功率计算模块上传的数据和设定的参考变量判断是处于并网或孤岛模式，来产生控制并网换流器的SPWM调制信号，实现对微电源输出特性的控制。
为实现发明目的，本发明的基于换流器接口的微电网电源的控制方法，用于微电网电源通过并网换流器与大电网连接的系统，换流器控制模块判断微电网是处于并网模式还是孤岛模式，根据所处模式采用PQ控制方式或者V/f控制模块，相应输出SPWM调制信号，并与载波信号相比较，在两者的交点时刻控制换流器的功率开关器件IGBT的导通和关断。
进一步的，所述换流器控制模块判断微电网是处于并网模式还是孤岛模式是，换流器控制模块通过电压电流检测模块获得的反馈变量、锁相环模块得到的实时频率、功率计算模块得到的微电源输出的有功、无功功率以及设定的参考变量进行逻辑判断得到的。
进一步的，当判断微电网并网运行时，微电网电源采用PQ控制方式跟随大电网的电压频率运行于PQ特性曲线上的相应位置，并输出有功功率和无功功率；当微电网由并网模式切换为孤岛模式时，微电网电源将按照下垂特性曲线增加其输出功率并调节系统的电压幅值及频率，当系统的电压幅值、频率下降到其设置的参考电压Vref、参考频率fc时微电源将自动转换为V/f控制方式，作为主控电源维持其输出的电压幅值及频率不变，同时调节其输出功率来满足负荷的功率需求。
本发明的基于换流器接口的微电网电源的控制方法及系统适用于微电网电源通过并网换流器与大电网连接的系统，在微电网并网运行时，其内部的微电网电源可以采用PQ控制方式输出恒定的功率；微电网切换为孤岛模式时，具有混合输出特性的微电源在系统频率达到其设置的参考频率时就会由PQ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V/f控制区段的最大输出功率时又自动切换为PQ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，本发明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，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明实施例的Q-V下垂特性曲线图；
图3是本发明实施例的P-f下垂特性曲线图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的微电源控制方法的原理进行详细的说明。
如图1所示，基于换流器接口的微电网电源的控制系统包括并网换流器、换流器控制模块、功率计算模块、锁相环模块以及电压电流检测模块。
电压电流检测模块主要用于检测当前系统的电压电流变量；锁相环模块主要用于检测系统的实时频率，以控制并网换流器跟踪系统的频率；功率计算模块主要用于通过检测模块获得的电压电流变量来计算微电源输出的实时有功和无功功率；并网换流器主要用于微电源和大电网的连接及其之间的电能交换，由换流器控制模块来控制；
换流器控制模块包括PQ控制器和V/f控制器，使得微电源的输出外特性满足PQ特性曲线和V/f特性曲线。当微电网处于并网状态时，微电源的并网换流器输出的有功功率和无功功率分别为其有功和无功功率参考值；当微电网运行于孤岛模式下时，微电源的并网换流器输出的电压幅值及频率分别为V/f控制下的电压幅值和频率参考值。
微电网电源通过并网换流器与大电网连接，换流器控制模块通过电压电流检测模块获得的反馈变量、锁相环模块得到的实时频率、功率计算模块得到的微电源输出的有功和无功功率以及设定的参考变量进行逻辑判断，最终输出SPWM调制信号，并与载波信号相比较，在两者的交点时刻控制换流器的功率开关器件IGBT的导通和关断。
并网换流器主要用于将微电源发出的不同形式的电能转换为工频的交流电，针对不同的要求有不同的拓扑结构，因此可根据具体的要求来设计，本发明不对其加以限制。
换流器控制模块主要用于产生控制并网换流器的SPWM调制信号，以实现对微电源输出特性的控制。换流器控制模块包含有PQ控制器和V/f控制器，两种控制器根据系统的电压频率相切换。微电网并网运行时，由于有大电网来稳定系统的电压及频率，微电源采用PQ控制方式跟随大电网的电压频率运行于PQ特性曲线上的相应位置（如图2中的AB段），并输出有功功率和无功功率分别为Pmin、Qmin；当微电网由并网模式切换为孤岛模式时，由于原先由大电网满足的负荷需求将由微电源来提供，微电源将按照下垂特性曲线增加其输出功率并调节系统的电压幅值及频率，当系统的电压幅值、频率下降到其设置的参考值Vref、fc时微电源将自动转换为V/f控制方式（如图3中的BC段），作为主控电源维持其输出的电压幅值及频率不变，同时调节其输出功率来满足负荷的功率需求。
微电网并网运行时，其内部的微电源可以采用PQ控制方式输出恒定的功率；微电网切换为孤岛模式时，具有混合输出特性的微电源在系统频率达到其设置的参考频率时就会由PQ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V/f控制区段的最大输出功率时又自动切换为PQ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，具有这种混合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，具有广泛的应用场合。
以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，对于本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于换流器接口的微电网电源的控制系统，其特征在于，包括：
电压电流检测模块，用于检测当前系统的电压、电流变量；
锁相环模块，用于检测系统的实时频率，以控制并网换流器跟踪系统的频率；
功率计算模块，用于根据电压电流检测模块获得的电压、电流变量来计算微电网电源输出的实时有功、无功功率；
并网换流器，用于微电网电源和大电网的连接及其之间的电能交换，由换流器控制模块来控制；
换流器控制模块，包括PQ控制器和V/f控制器，用于根据电压电流检测模块、锁相环模块、功率计算模块上传的数据和设定的参考变量判断是处于并网或孤岛模式，来产生控制并网换流器的SPWM调制信号，实现对微电源输出特性的控制。
2.基于换流器接口的微电网电源的控制方法，用于微电网电源通过并网换流器与大电网连接的系统，其特征在于，换流器控制模块判断微电网是处于并网模式还是孤岛模式，根据所处模式采用PQ控制方式或者V/f控制模块，相应输出SPWM调制信号，并与载波信号相比较，在两者的交点时刻控制换流器的功率开关器件IGBT的导通和关断。
3.根据权利要求2所述的基于换流器接口的微电网电源的控制方法，其特征在于：所述换流器控制模块判断微电网是处于并网模式还是孤岛模式是，换流器控制模块通过电压电流检测模块获得的反馈变量、锁相环模块得到的实时频率、功率计算模块得到的微电源输出的有功、无功功率以及设定的参考变量进行逻辑判断得到的。
4.根据权利要求2或3所述的基于换流器接口的微电网电源的控制方法，其特征在于：当判断微电网并网运行时，微电网电源采用PQ控制方式跟随大电网的电压频率运行于PQ特性曲线上的相应位置，并输出有功功率和无功功率；当微电网由并网模式切换为孤岛模式时，微电网电源将按照下垂特性曲线增加其输出功率并调节系统的电压幅值及频率，当系统的电压幅值、频率下降到其设置的参考电压Vref、参考频率fc时微电源将自动转换为V/f控制方式，作为主控电源维持其输出的电压幅值及频率不变，同时调节其输出功率来满足负荷的功率需求。
CN201310261136.3A 2013-06-26 2013-06-26 基于换流器接口的微电网电源的控制方法及系统 Expired - Fee Related CN103390892B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310261136.3A CN103390892B (zh) 2013-06-26 2013-06-26 基于换流器接口的微电网电源的控制方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310261136.3A CN103390892B (zh) 2013-06-26 2013-06-26 基于换流器接口的微电网电源的控制方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103390892A true CN103390892A (zh) 2013-11-13
CN103390892B CN103390892B (zh) 2015-07-22

Family

ID=49535087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310261136.3A Expired - Fee Related CN103390892B (zh) 2013-06-26 2013-06-26 基于换流器接口的微电网电源的控制方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103390892B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103728521A (zh) * 2014-01-21 2014-04-16 武汉理工大学 同步授时远程通信式孤岛检测方法及系统
CN103904642A (zh) * 2014-03-19 2014-07-02 许继电气股份有限公司 一种微电源的控制方法和控制装置
CN103904683A (zh) * 2014-03-19 2014-07-02 许继电气股份有限公司 一种具有混合输出特性的逆变电源的控制方法和装置
CN103944182A (zh) * 2014-04-01 2014-07-23 浙江大学 一种并网状态下储能逆变器pq控制的方法
CN104092250A (zh) * 2014-07-30 2014-10-08 重庆大学 微电网系统的分布式经济调度与协调控制方法
CN104167764A (zh) * 2014-09-05 2014-11-26 广东电网公司佛山供电局 具有滞回特性的下垂-pq型微电网逆变器电源
CN104201718A (zh) * 2014-09-05 2014-12-10 广东电网公司佛山供电局 具有滞回特性的下垂-倒下垂型微电网逆变器电源
CN104253553A (zh) * 2014-09-25 2014-12-31 河海大学 具有滞回特性的V/f-PQ型微电网逆变器电源
CN104821608A (zh) * 2015-05-18 2015-08-05 上海电力学院 微电网频率、有功和时间三变量坐标系建立方法
CN112421675A (zh) * 2020-10-10 2021-02-26 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 一种基于电流源下垂的输出功率控制方法
CN113884752A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 广东电网有限责任公司 一种基于换流器的功率检测系统
WO2023206959A1 (zh) * 2022-04-28 2023-11-02 北京天诚同创电气有限公司 微电网的控制方法及装置、电源的控制方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01277913A (ja) * 1988-04-30 1989-11-08 Nec Corp 定電圧電源回路
CN103138290A (zh) * 2013-02-19 2013-06-05 广西电网公司 对等模式下基于改进相位控制的微网无缝切换控制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01277913A (ja) * 1988-04-30 1989-11-08 Nec Corp 定電圧電源回路
CN103138290A (zh) * 2013-02-19 2013-06-05 广西电网公司 对等模式下基于改进相位控制的微网无缝切换控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王燕廷: "微电网并网与孤岛运行模式切换的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技II辑》, 15 July 2011 (2011-07-15), pages 8 - 76 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103728521A (zh) * 2014-01-21 2014-04-16 武汉理工大学 同步授时远程通信式孤岛检测方法及系统
CN103904642A (zh) * 2014-03-19 2014-07-02 许继电气股份有限公司 一种微电源的控制方法和控制装置
CN103904683A (zh) * 2014-03-19 2014-07-02 许继电气股份有限公司 一种具有混合输出特性的逆变电源的控制方法和装置
CN103904642B (zh) * 2014-03-19 2016-04-27 许继电气股份有限公司 一种微电源的控制方法和控制装置
CN103944182B (zh) * 2014-04-01 2016-01-13 浙江大学 一种并网状态下储能逆变器pq控制的方法
CN103944182A (zh) * 2014-04-01 2014-07-23 浙江大学 一种并网状态下储能逆变器pq控制的方法
CN104092250A (zh) * 2014-07-30 2014-10-08 重庆大学 微电网系统的分布式经济调度与协调控制方法
CN104167764A (zh) * 2014-09-05 2014-11-26 广东电网公司佛山供电局 具有滞回特性的下垂-pq型微电网逆变器电源
CN104201718A (zh) * 2014-09-05 2014-12-10 广东电网公司佛山供电局 具有滞回特性的下垂-倒下垂型微电网逆变器电源
CN104253553A (zh) * 2014-09-25 2014-12-31 河海大学 具有滞回特性的V/f-PQ型微电网逆变器电源
CN104821608A (zh) * 2015-05-18 2015-08-05 上海电力学院 微电网频率、有功和时间三变量坐标系建立方法
CN112421675A (zh) * 2020-10-10 2021-02-26 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 一种基于电流源下垂的输出功率控制方法
CN112421675B (zh) * 2020-10-10 2023-03-28 浙江大学 一种基于电流源下垂的输出功率控制方法
CN113884752A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 广东电网有限责任公司 一种基于换流器的功率检测系统
WO2023206959A1 (zh) * 2022-04-28 2023-11-02 北京天诚同创电气有限公司 微电网的控制方法及装置、电源的控制方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103390892B (zh) 2015-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103390892B (zh) 基于换流器接口的微电网电源的控制方法及系统
CN102545711B (zh) 一种新型的离网/并网一体化太阳能发电系统与控制方法
CN102570489A (zh) 一种电池储能系统的动态功率协调控制方法
Yu et al. Power management for DC microgrid enabled by solid-state transformer
CN103368170B (zh) 一种多端柔性直流输电系统的换流器及其控制方法
CN105071372A (zh) 一种适用于柔性直流配电网的电压控制方法
CN101969281A (zh) 基于共直流母线的电池储能与光伏发电的协调控制和优化方法
CN108923448B (zh) 一种多端柔性直流输电协调控制方法及系统
KR102261258B1 (ko) 양방향 저장 및 재생 가능한 전력 변환기를 위한 방법 및 장치
CN105305480A (zh) 混合储能直流微网分层控制方法
CN104022528A (zh) 一种基于多元复合储能的微网系统协调控制方法
CN106786599B (zh) 交直流混合微电网双向dc-ac互联装置智能控制方法
CN103414179A (zh) 一种适用于多端柔性直流输电系统的下垂控制方法
CN110556856A (zh) 不依赖通信的多模式电能路由器及其无缝切换控制方法
CN104362665A (zh) 一种微电网离网切换到并网的控制系统及控制方法
CN103956778A (zh) 一种基于相角下垂控制的微电网系统及组网方法
CN105811458A (zh) 微电网储能系统及其能量管理方法
CN105470960A (zh) 基于sdn的电能路由器调度方法
CN104953618A (zh) 一种储能逆变器并离网统一控制方法
CN105245002A (zh) 微电网无缝切换控制系统
CN104167764B (zh) 具有滞回特性的下垂-pq型微电网逆变器电源
CN103390999A (zh) 双向双输入buckboost直流变换器及其功率分配方法
CN103647296B (zh) 微电网功率平衡控制方法
CN103904683A (zh) 一种具有混合输出特性的逆变电源的控制方法和装置
CN103904642B (zh) 一种微电源的控制方法和控制装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150722

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee