CN107968411B - 一种微电网中关键负载的电压控制方法和装置 - Google Patents

一种微电网中关键负载的电压控制方法和装置 Download PDF

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CN107968411B CN201711101231.1A CN201711101231A CN107968411B CN 107968411 B CN107968411 B CN 107968411B CN 201711101231 A CN201711101231 A CN 201711101231A CN 107968411 B CN107968411 B CN 107968411B
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Abstract

本发明提供了一种微电网中关键负载的电压控制方法和装置，先计算有功功率控制量，和无功功率控制量，然后根据有功功率控制量和无功功率控制量确定电力弹簧中可控器件的PWM调制信号，最后通过PWM调制信号实现关键负载电压的控制。本发明能够减少关键负载的电压波动，减少停电风险，减少储能出力，降低了控制成本且减少了环境污染；本发明给出了微电网中关键负载和非关键负载各自可承受的电压范围，使得非关键负载和关键负载的界限更明确。本发明通过牺牲非关键负载电压，有效平抑光伏发电、风电等可再生能源发电的随机波动性对关键负载两端电压的影响，使关键负载和非关键负载在可再生能源出力不确定的情况下，不用停电仍能安全运行。

Description

一种微电网中关键负载的电压控制方法和装置
技术领域
本发明涉及微电网技术领域，具体涉及一种微电网中关键负载的电压控制方法和装置。
背景技术
传统的电能供应模式中，主要是集中式发电，通过大型输电系统传输到用户侧。随着特高压技术的发展，该电能供应模式仍将是主要的电能供应模式，但是随着化石能源的日益枯竭、碳排放对环境影响日益加重，可再生能源越来越受到青睐。虽然以光伏、风电为代表的可再生能源对环境友好，但可再生能源出力具有波动性和随机性，会引起电力系统产生电压波动，对电力系统的安全稳定运行带来挑战。尤其是当用户侧有可再生能源并网的时候，电力系统中潮流由单向流动变成了双向流动，使电力系统的控制变得更加复杂控制难度很大，所以电力系统对可再生能源采取了限制隔离的方式，用于减小可再生能源对电力系统的影响。为了更好的利用可再生能源发电，微电网技术(Micro-grid)被提出并受到广泛的关注。
由于传统电网中电抗远远大于电阻，所以在研究传统电网电压波动时需要假设有功无功解耦。但微电网中线路的电阻已经接近甚至大于电抗，因此在研究微电网的电压波动时需考虑有功无功的协调控制。现有技术中对微电网电压进行控制有以下两种措施，1)利用光伏、风电等可再生能源和无功补偿装置协调配合以实现微电网的电压控制，具体的是通过可再生能源调节微电网的有功功率，并通过无功补偿装置调节微电网的无功功率。尽管通过可再生能源和无功补偿装置协调配合能够充分消纳可再生能源，但是微电网电压波动较大；2)利用储能装置和无功补偿装置协调配合以实现微电网的电压控制，具体是通过储能装置调节微电网的有功功率，并通过无功补偿装置调节微电网的无功功率。尽管储能装置和无功补偿装置协调配合实现了微电网的电压控制，且解决了微电网瞬时供需平衡问题，储能装置又是未来智能电网不可或缺的设备元件，但是储能装置成本高，且处理后的电池对环境产生严重污染。
发明内容
为了克服上述现有技术中微电网电压波动较大、储能装置成本高且环境污染严重的不足，，本发明提供一种微电网中关键负载的电压控制方法和装置，先根据逆变直流侧的实际电压和参考电压计算有功功率控制量，并根据关键负载的实际电压和参考电压计算无功功率控制量，然后根据有功功率控制量和无功功率控制量确定电力弹簧中可控器件的PWM调制信号，最后通过PWM调制信号实现关键负载电压的控制，基于电力弹簧实现微电网中关键负载的电压控制。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种微电网中关键负载的电压控制方法，包括：
根据逆变直流侧的实际电压和参考电压计算有功功率控制量，并根据关键负载的实际电压和参考电压计算无功功率控制量；
根据有功功率控制量和无功功率控制量确定电力弹簧中可控器件的PWM调制信号；
通过PWM调制信号实现关键负载电压的控制。
所述有功功率控制量按下式确定：
yp(t)＝Vp(t)·sinθ
其中，yp(t)表示t时刻的有功功率控制量，θ表示功率控制相角，Vp(t)表示有功功率控制的电压幅值，Vp(t)按下式计算：
其中，Kp1表示第一比例系数，Ki1表示第一微分系数，vDC(t)表示t时刻逆变直流侧的实际电压，vDC_ref表示逆变直流侧的参考电压。
所述无功功率控制量按下式计算：
yq(t)＝-Vq(t)·cosθ
其中，yq(t)表示t时刻的无功功率控制量，Vq(t)表示无功功率控制的电压幅值，Vq(t)按下式计算：
其中，Kp2表示第二比例系数，Ki2表示第二微分系数，vs(t)表示t时刻关键负载的实际电压，vs_ref表示关键负载的参考电压。
所述电力弹簧中可控器件的PWM控制信号按下式计算：
y0(t)＝Km·(yp(t)+yq(t))
其中，y0(t)表示电力弹簧中可控器件的PWM控制信号，Km表示PWM调制信号增益，yp(t)表示t时刻的有功功率控制量，yq(t)表示t时刻的无功功率控制量。
所述通过PWM调制信号实现关键负载电压的控制包括：
根据PWM调制信号与来自于载波信号发生器的载波信号生成PWM控制信号，通过PWM控制信号驱动电力弹簧中可控器件的开断，实现非关键负载的电压控制；
判断关键负载电压和非关键负载电压是否同时满足各自可承受的电压范围，若是，通过关键负载电压保持微电网的电压稳定，否则断开电力弹簧，将储能装置接入微电网。
所述非关键负载可承受的电压范围为190～250V，所述关键负载可承受的电压范围为215～225V。
本发明还提供一种微电网中关键负载的电压控制装置，包括：
计算模块，用于根据逆变直流侧的实际电压和参考电压计算有功功率控制量，并根据关键负载的实际电压和参考电压计算无功功率控制量；
确定模块，用于根据有功功率控制量和无功功率控制量确定电力弹簧中可控器件的PWM调制信号；
控制模块，用于通过PWM调制信号实现关键负载电压的控制。
所述计算模块包括：
第一计算单元，用于按下式计算有功功率控制量：
yp(t)＝Vp(t)·sinθ
其中，yp(t)表示t时刻的有功功率控制量，θ表示功率控制相角，Vp(t)表示有功功率控制的电压幅值，Vp(t)按下式计算：
其中，Kp1表示第一比例系数，Ki1表示第一微分系数，vDC(t)表示t时刻逆变直流侧的实际电压，vDC_ref表示逆变直流侧的参考电压；
第二计算单元，用于按下式计算无功功率控制量：
yq(t)＝-Vq(t)·cosθ
其中，yq(t)表示t时刻的无功功率控制量，Vq(t)表示无功功率控制的电压幅值，Vq(t)按下式计算：
其中，Kp2表示第二比例系数，Ki2表示第二微分系数，vs(t)表示t时刻关键负载的实际电压，vs_ref表示关键负载的参考电压。
所述确定模块具体用于：
按下式确定电力弹簧中可控器件的PWM控制信号：
y0(t)＝Km·(yp(t)+yq(t))
其中，y0(t)表示电力弹簧中可控器件的PWM控制信号，Km表示PWM调制信号增益，yp(t)表示t时刻的有功功率控制量，yq(t)表示t时刻的无功功率控制量。
所述控制模块包括：
信号生成单元，用于根据PWM调制信号与自于载波信号发生器的载波信号生成PWM控制信号；
第一控制单元，用于通过PWM控制信号驱动电力弹簧中可控器件的开断，实现非关键负载的电压控制；
判断单元，用于判断关键负载电压和非关键负载电压是否同时满足各自可承受的电压范围；
第二控制单元，用于在关键负载电压和非关键负载电压同时满足各自可承受的电压范围时，通过关键负载电压保持微电网的电压稳定，否则断开电力弹簧，将储能装置接入微电网。
所述非关键负载可承受的电压范围为190～250V，所述关键负载可承受的电压范围为215～225V。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的微电网中关键负载的电压控制方法中，先根据逆变直流侧的实际电压和参考电压计算有功功率控制量，并根据关键负载的实际电压和参考电压计算无功功率控制量，然后根据有功功率控制量和无功功率控制量确定电力弹簧中可控器件的PWM调制信号，最后通过PWM调制信号实现关键负载电压的控制，基于电力弹簧实现微电网中关键负载的电压控制，能够减少关键负载的电压波动，减少停电风险，减少储能出力，降低了控制成本且减少了环境污染；
本发明提供的微电网中关键负载的电压控制装置包括用于根据逆变直流侧的实际电压和参考电压计算有功功率控制量并根据关键负载的实际电压和参考电压计算无功功率控制量的计算模块、用于根据有功功率控制量和无功功率控制量计算电力弹簧中可控器件的PWM调制信号的计算模块以及用于通过PWM调制信号实现关键负载电压控制的控制模块，基于电力弹簧实现微电网中关键负载的电压控制，能够减少关键负载的电压波动，减少停电风险，减少储能装置的容量，进而降低了控制成本且减少了环境污染；
本发明提供的技术方案给出了微电网中关键负载和非关键负载各自可承受的电压范围，其中非关键负载可承受的电压范围为190～250V，关键负载可承受的电压范围为215～225V，使得非关键负载和关键负载的界限更明确；
本发明提供的技术方案计算有功功率控制的电压幅值和无功功率控制的电压幅值的过程中都使用了比例积分控制，即采用了双PI(Proportion Integration)控制，可以减少对储能装置的依赖，并有效缓解太阳能、风能等可再生能源发电的间歇性和不稳定的问题，实现电压波动从关键负载转移到非关键负载，从而自发匹配发电量与用电量，减缓功率预测的压力；
本发明提供的技术方案通过牺牲非关键负载电压，有效平抑光伏发电、风电等可再生能源发电的随机波动性对关键负载两端电压的影响，使关键负载和非关键负载在可再生能源出力不确定的情况下，不用停电仍能安全运行。
附图说明
图1是本发明实施例1中电力弹簧的结构示意图；
图2是本发明实施例1中微电网中关键负载的电压控制方法刘恒图；
图3是本发明实施例1中有功功率控制量计算过程示意图；
图4是本发明实施例1中无功功率控制量计算过程示意图；
图5是本发明实施例1中电力弹簧中可控器件的PWM调制信号计算过程示意图；
图6是本发明实施例2中包括电力弹簧的微电网结构示意图；
图7是本发明实施例2中电力弹簧调节和储能调节下关键负载的电压示意图；
图8是本发明实施例2中电力弹簧调节和储能调节下非关键负载的电压示意图；
图9是本发明实施例2中电力弹簧的无功功率示意图；
图10是本发明实施例2中电力弹簧调节前后储能装置的有功功率示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
为减少对储能的依赖，并有效缓解太阳能、风能等可再生能源发电的间歇性和不稳定的问题，香港大学Shu Yuen(Ron)Hui课题组通过对胡克定律的深入研究，在电力系统领域提出了一种由电力电子装置组成的类似模型——电力弹簧，电力弹簧的具体机构图如图1所示，其中的ES为电力弹簧，CL为关键负载，NCL为非关键负载，S1为电力弹簧的使能开关，S2为与储能装置连接的开关，L表示电感，C表示电容，RX为微电网中风机电源侧输电线路电阻，LX为微电网中风力发电机组电源测输电线路电抗，LG为风力发电机组内部等效电抗，RG为风力发电机组内部等效电阻，E1为逆变直流侧电源，可以是储能装置，E2为可再生能源，这里指风力发电机组。
电力弹簧颠覆了传统用电需求决定发电量的模式，旨在实现用电量随着发电量变化而变化，可以在微电网中间歇式可再生能源发生波动时，以发电侧参数如直流侧电源电压为控制变量，由于关键负载与电力弹簧串联，且关键负载与电力弹簧串联后与非关键负载并联，所以关键负载的端电压等于非关键负载的端电压与电力弹簧的端电压之和，所以为了使关键负载(端电压只允许在极小范围内波动，如计算机、传真机等)的电压维持稳定，得通过电力弹簧将电压波动转移到非关键负载(端电压允许大范围波动，如热水器、照明灯等)上，从而自发匹配发电量与用电量。这是一种全新的电力系统运行模式，可以降低电力系统对功率预测的依赖性。电力弹簧是分布式运行，单个电力弹簧的故障不会影响整个系统的稳定运行。
本发明实施例1基于上述的电力弹簧提出一种微电网中关键负载的电压控制方法，该方法的具体流程图如图2所示，具体过程如下：
S101：根据逆变直流侧的实际电压和参考电压计算有功功率控制量，并根据关键负载的实际电压和参考电压计算无功功率控制量；
S102：根据有功功率控制量和无功功率控制量确定电力弹簧中可控器件的PWM调制信号；
S103：通过S102确定的PWM调制信号实现关键负载电压的控制。
上述S101中，有功功率控制量按下式确定：
yp(t)＝Vp(t)·sinθ
其中，yp(t)表示t时刻的有功功率控制量，θ表示功率控制相角，Vp(t)表示有功功率控制的电压幅值，Vp(t)按下式计算：
其中，Kp1表示第一比例系数，Ki1表示第一微分系数，vDC(t)表示t时刻逆变直流侧的实际电压，vDC_ref表示逆变直流侧的参考电压。
上述S101中，无功功率控制量按下式计算：
yq(t)＝-Vq(t)·cosθ
其中，yq(t)表示t时刻的无功功率控制量，Vq(t)表示无功功率控制的电压幅值，Vq(t)按下式计算：
其中，Kp2表示第二比例系数，Ki2表示第二微分系数，vs(t)表示t时刻关键负载的实际电压，vs_ref表示关键负载的参考电压。
上述S102中，电力弹簧中可控器件的PWM控制信号计算过程如图5所示，电力弹簧中可控器件的PWM控制信号按下式计算：
y0(t)＝Km·(yp(t)+yq(t))
其中，y0(t)表示电力弹簧中可控器件的PWM控制信号，Km表示PWM调制信号增益，yp(t)表示t时刻的有功功率控制量，yq(t)表示t时刻的无功功率控制量。
上述S103中，通过PWM调制信号实现关键负载电压的控制，具体可以包括以下步骤：
1)如图5，根据PWM调制信号与来自于载波信号发生器的载波信号生成PWM控制信号，通过PWM控制信号驱动电力弹簧中可控器件的开断，实现非关键负载的电压控制；
2)判断关键负载电压和非关键负载电压是否同时满足各自可承受的电压范围，若是，通过关键负载电压保持微电网的电压稳定，否则断开电力弹簧，将储能装置接入微电网。
本发明实施例中，非关键负载可承受的电压范围可以为190～250V，关键负载可承受的电压范围可以为215～225V。
实施例2
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种微电网中关键负载的电压控制装置，这些设备解决问题的原理与上述的微电网中关键负载的电压控制方法相似，本发明实施例提供的微电网中关键负载的电压控制装置，可以包括：
计算模块，用于根据逆变直流侧的实际电压和参考电压计算有功功率控制量，并根据关键负载的实际电压和参考电压计算无功功率控制量；
确定模块，用于根据有功功率控制量和无功功率控制量确定电力弹簧中可控器件的PWM调制信号；
控制模块，用于通过PWM调制信号实现关键负载电压的控制。
上述的计算模块，可以包括：
第一计算单元，用于按下式计算有功功率控制量：
yp(t)＝Vp(t)·sinθ
其中，yp(t)表示t时刻的有功功率控制量，θ表示功率控制相角，Vp(t)表示有功功率控制的电压幅值，Vp(t)按下式计算：
其中，Kp1表示第一比例系数，Ki1表示第一微分系数，vDC(t)表示t时刻逆变直流侧的实际电压，vDC_ref表示逆变直流侧的参考电压；
第二计算单元，用于按下式计算无功功率控制量：
yq(t)＝-Vq(t)·cosθ
其中，yq(t)表示t时刻的无功功率控制量，Vq(t)表示无功功率控制的电压幅值，Vq(t)按下式计算：
其中，Kp2表示第二比例系数，Ki2表示第二微分系数，vs(t)表示t时刻关键负载的实际电压，vs_ref表示关键负载的参考电压。
上述的确定模块可以按下式确定电力弹簧中可控器件的PWM控制信号：
y0(t)＝Km·(yp(t)+yq(t))
其中，y0(t)表示电力弹簧中可控器件的PWM控制信号，Km表示PWM调制信号增益，yp(t)表示t时刻的有功功率控制量，yq(t)表示t时刻的无功功率控制量。
上述控制模块通过PWM调制信号实现关键负载电压的控制的具体过程，可以包括：
信号生成单元，用于根据PWM调制信号与自于载波信号发生器的载波信号生成PWM控制信号；
第一控制单元，用于通过PWM控制信号驱动电力弹簧中可控器件的开断，实现非关键负载的电压控制；
判断单元，用于判断关键负载电压和非关键负载电压是否同时满足各自可承受的电压范围；
第二控制单元，用于在关键负载电压和非关键负载电压同时满足各自可承受的电压范围时，通过关键负载电压保持微电网的电压稳定，否则断开电力弹簧，将储能装置接入微电网。
非关键负载可承受的电压范围可以为190～250V，关键负载可承受的电压范围可以为215～225V。
实施例3
图6所示的电力弹簧的微电网主要包括风力发电机组WT和火力发电机组G，图6中，Rg为火力发电机组的等效电阻，Xg为火力发电机组的等效电抗，SE为储能装置，ES为电力弹簧，Pw为风力发电机组的有功出力，Qw为风力发电机组的无功出力，l1为风力发电机组与火力发电机组之间的距离，l2为风力发电机组与关键负载之间的距离，Vs为关键负载的电压，VG为火力发电机组的电压，V0为非关键负载的电压，Va为电力弹簧的电压。
火力发电机组机用于保障基本供电，风力发电机组输出功率随时间动态变化。储能装置则由蓄电池组、Buck-Boost电路和变流器VSC电路组成，具体参数如下，Xg＝0.51Ω，l1：0.1+j0.00122Ω，l2：0.1+j0.0024Ω，负荷为阻抗负荷。风力发电机组的额定功率为90kVA，储能装置的最大容量为45Ah，直流侧电压为400V。
当20秒时，风力发电机组风速由12m/s降为8m/s，此时风力发电机组的有功输出功率由1800W跌落至1200W，导致负荷的端电压由220V跌至191V。分别采用电力弹簧调节和储能调节得到的关键负载的电压如图7所示，分别采用电力弹簧调节和储能调节得到的非关键负载的电压图8所示。与储能调节相比，在电力弹簧的调节作用下，关键负荷两端电压迅速恢复为正常运行电压，而非关键负荷端电压则随风力发电机组的输出功率降低而降低。电力弹簧的无功功率示意图和电力弹簧调节前后储能装置的有功功率示意图分别如图9和图10所示，由于风速降低，系统电压降低，此时电力弹簧处于容性工作模式，对微电网输出容性无功，进行电压调节。并且由于电力弹簧的调节作用，电池参与有功补偿时，由于电力弹簧的存在，电池不需要进行全额度补偿，相较于蓄电池单独进行功率补偿时，其输入功率减少近1/3，但不影响各类负荷的正常运行。由此可见，电力弹簧进行电压调节同时，也降低了对储能电池的容量要求。
为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种微电网中关键负载的电压控制方法，其特征在于，包括：
根据逆变直流侧的实际电压和参考电压计算有功功率控制量，并根据关键负载的实际电压和参考电压计算无功功率控制量；
根据有功功率控制量和无功功率控制量确定电力弹簧中可控器件的PWM调制信号；
通过PWM调制信号实现关键负载电压的控制；
所述有功功率控制量按下式确定：
yp(t)＝Vp(t)·sinθ
其中，yp(t)表示t时刻的有功功率控制量，θ表示功率控制相角，Vp(t)表示有功功率控制的电压幅值，Vp(t)按下式计算：
其中，Kp1表示第一比例系数，Ki1表示第一微分系数，vDC(t)表示t时刻逆变直流侧的实际电压，vDC_ref表示逆变直流侧的参考电压；
所述无功功率控制量按下式计算：
yq(t)＝-Vq(t)·cosθ
其中，yq(t)表示t时刻的无功功率控制量，Vq(t)表示无功功率控制的电压幅值，Vq(t)按下式计算：
其中，Kp2表示第二比例系数，Ki2表示第二微分系数，vs(t)表示t时刻关键负载的实际电压，vs_ref表示关键负载的参考电压。
2.根据权利要求1所述的微电网中关键负载的电压控制方法，其特征在于，所述电力弹簧中可控器件的PWM调制信号按下式计算：
y0(t)＝Km·(yp(t)+yq(t))
其中，y0(t)表示电力弹簧中可控器件的PWM调制信号，Km表示PWM调制信号增益，yp(t)表示t时刻的有功功率控制量，yq(t)表示t时刻的无功功率控制量。
3.根据权利要求1或2所述的微电网中关键负载的电压控制方法，其特征在于，所述通过PWM调制信号实现关键负载电压的控制，包括：
根据PWM调制信号与来自于载波信号发生器的载波信号生成PWM控制信号；
通过PWM控制信号驱动电力弹簧中可控器件的开断，实现非关键负载的电压控制；
判断关键负载电压和非关键负载电压是否同时满足各自可承受的电压范围，若是，通过关键负载电压保持微电网的电压稳定，否则断开电力弹簧，将储能装置接入微电网。
4.根据权利要求3所述的微电网中关键负载的电压控制方法，其特征在于，所述非关键负载可承受的电压范围为190～250V，所述关键负载可承受的电压范围为215～225V。
5.一种微电网中关键负载的电压控制装置，其特征在于，包括：
计算模块，用于根据逆变直流侧的实际电压和参考电压计算有功功率控制量，并根据关键负载的实际电压和参考电压计算无功功率控制量；
确定模块，用于根据有功功率控制量和无功功率控制量确定电力弹簧中可控器件的PWM调制信号；
控制模块，用于通过PWM调制信号实现关键负载电压的控制；
所述计算模块包括：
第一计算单元，用于按下式计算有功功率控制量：
yp(t)＝Vp(t)·sinθ
其中，yp(t)表示t时刻的有功功率控制量，θ表示功率控制相角，Vp(t)表示有功功率控制的电压幅值，Vp(t)按下式计算：
其中，Kp1表示第一比例系数，Ki1表示第一微分系数，vDC(t)表示t时刻逆变直流侧的实际电压，vDC_ref表示逆变直流侧的参考电压；
第二计算单元，用于按下式计算无功功率控制量：
yq(t)＝-Vq(t)·cosθ
其中，yq(t)表示t时刻的无功功率控制量，Vq(t)表示无功功率控制的电压幅值，Vq(t)按下式计算：
其中，Kp2表示第二比例系数，Ki2表示第二微分系数，vs(t)表示t时刻关键负载的实际电压，vs_ref表示关键负载的参考电压。
6.根据权利要求5所述的微电网中关键负载的电压控制装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：
按下式确定电力弹簧中可控器件的PWM调制信号：
y0(t)＝Km·(yp(t)+yq(t))
其中，y0(t)表示电力弹簧中可控器件的PWM调制信号，Km表示PWM调制信号增益，yp(t)表示t时刻的有功功率控制量，yq(t)表示t时刻的无功功率控制量。
7.根据权利要求5或6所述的微电网中关键负载的电压控制装置，其特征在于，所述控制模块，包括：
信号生成单元，用于根据PWM调制信号与来自于载波信号发生器的载波信号生成PWM控制信号；
第一控制单元，用于通过PWM控制信号驱动电力弹簧中可控器件的开断，实现非关键负载的电压控制；
判断单元，用于判断关键负载电压和非关键负载电压是否同时满足各自可承受的电压范围；
第二控制单元，用于在关键负载电压和非关键负载电压同时满足各自可承受的电压范围时，通过关键负载电压保持微电网的电压稳定，否则断开电力弹簧，将储能装置接入微电网。
8.根据权利要求7所述的微电网中关键负载的电压控制装置，其特征在于，所述非关键负载可承受的电压范围为190～250V，所述关键负载可承受的电压范围为215～225V。
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