CN108551179A - 一种交直流微电网电能质量协调控制方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种交直流微电网电能质量协调控制方法和系统,包括:采用检测处理级采集交直流微电网的电网参数并根据电网参数计算补偿电流的安全约束量;基于安全约束量和获取的任务目标,采用决策控制级生成调控补偿电流的控制信号;根据控制信号,采用执行级生成补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制。该方法和系统通过采集交直流微电网的电网参数并计算调控补偿电流的控制信号,根据控制信号生成补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制,可在补偿范围内合理分配补偿电流,在维持交直流混合微电网直流母线电压稳定的前提下有效治理交、直流侧典型电能质量问题。
Description
技术领域
本发明属于电力技术领域,具体涉及一种交直流微电网电能质量协调控制方法和系统。
背景技术
目前,分布式电源大规模接入配电网已成为清洁可再生能源消纳的重要手段,为更加高效的利用分布式能源,交直流混合微电网技术被广泛关注,通过构建交直流混合微电网可以更好的协调系统内直流特性的电源、负荷(光伏、储能、充电桩、LED等)及交流特性的电源、负荷(风机、旋转电机等),提升资源利用率,减少电能多重转换带来的附加损耗。与此同时,交直流混合微电网中存在大量的电力电子设备,如分布式电源并网接口,电动机负荷变频调速装置甚至基于电力电子的电能质量治理装置等,设备本体的输出谐波,乃至装置间的耦合关系使得微电网的电能质量问题更加突出也更加复杂。
由于微电网中存在大量电力电子装置,会产生较宽频带的谐波(由调制方式决定),直流微电网侧也会由于调制特性产生由交流侧串扰的特征纹波,影响直流电压稳定,同时直流侧直接并网的电源和非线性负荷也会产生纹波,这就造成交直流混合微电网的电能质量更加复杂,交直流侧通过直流母线会将形成电能质量扰动的耦合关系,传统的电能质量独立管控可能造成“牵一发而动全身”的问题。
发明内容
为克服上述现有技术的不足,本发明提出一种交直流微电网电能质量协调控制方法和系统。该方法和系统能够兼顾交直流微电网交流及直流侧的谐波、无功和纹波等典型电能质量问题的控制,有效的协调就地侧的各个治理装置,形成统一协调治理的效果。
实现上述目的所采用的解决方案为:
一种交直流微电网电能质量协调控制方法,其改进之处在于:
采用检测处理级采集交直流微电网的电网参数并根据所述电网参数计算补偿电流的安全约束量;
基于所述安全约束量和获取的任务目标,采用决策控制级生成调控补偿电流的控制信号;
根据所述控制信号,采用执行级生成补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
所述电网参数包括:电压、功率因数、谐波和电力电子开关器件的直流侧电压偏差中的一个或多个。
本发明提供的第一优选技术方案,其改进之处在于,所述补偿电流包括无功补偿电流、谐波补偿电流和直流纹波补偿电流,所述采用检测处理级采集交直流微电网的电网参数并根据所述电网参数计算补偿电流的安全约束量,包括:
采用检测处理级采集交直流微电网的直流侧电容电压计算得到直流侧电容电压维稳容量;
采集交流侧有源滤波器的设计容量减去容量安全裕度再减去所述直流侧电容电压维稳容量,得到谐波补偿电流的安全约束量;
采集静止无功补偿装置的设计容量减去容量安全裕度再减去所述直流侧电容电压维稳容量,得到无功补偿电流的安全约束量;
采集直流侧有源滤波器的设计容量减去容量安全裕度再减去所述直流侧电容电压维稳容量,得到直流纹波补偿电流的安全约束量。
本发明提供的第二优选技术方案,其改进之处在于,所述基于所述安全约束量安全约束量和获取的任务目标,采用决策控制级生成调控补偿电流的控制信号,包括:
基于所述安全约束量安全约束量和获取的任务目标,采用决策控制级分别生成无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数的初始值;
所述决策控制级根据采集的微网的直流电压纹波、交流电压偏差、功率因数和谐波电流,分别对所述无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数进行调整;
所述决策控制级根据所述无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数,分别生成调控所述无功补偿电流、谐波补偿电流和直流纹波补偿电流的控制信号。
本发明提供的第三优选技术方案,其改进之处在于,所述决策控制级根据采集的微网的直流电压纹波、交流电压偏差、功率因数和谐波电流,分别对所述无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数进行调整,包括:
所述决策控制级根据采集的微网的直流母线电压纹波,当纹波系数超过预设的纹波标准时,在安全容量约束下根据所述直流母线电压纹波调整直流纹波补偿系数;
所述决策控制级根据采集的微网的交流电压偏差,当所述交流电压偏差超过预设的电压偏差标准时,将谐波补偿系数置零,在安全容量约束下根据所述交流电压偏差调整无功补偿系数;
所述决策控制级根据采集的微网的功率因数和谐波电流,根据所述功率因数和谐波电流在安全容量约束下调整无功补偿系数和谐波补偿系数。
本发明提供的第四优选技术方案,其改进之处在于,所述根据所述功率因数和谐波电流在安全容量约束下调整无功补偿系数和谐波补偿系数,包括:
所述决策控制级判断所述功率因数是否在预设的范围:当所述功率因数不在预设的范围内时,将谐波补偿系数置零,在安全容量约束下根据所述功率因数调整无功补偿系数;
当功率因数在预设的范围内时,所述决策控制级判断谐波电流是否超出预设的谐波标准:当所述谐波电流不超出预设的谐波标准时,将幅值最大的两个谐波对应的控制器谐振增益置零,并在安全容量约束下调整无功补偿系数;
当谐波电流超过预设的谐波标准时,所述决策控制级判断功率因数是否大于等于预设的中间值:当判断功率因数大于等于预设的中间值时,在安全容量约束下调整谐波补偿系数;否则将幅值最大的两个谐波对应的控制器谐振增益置零,并调整无功补偿系数。
本发明提供的第五优选技术方案,其改进之处在于,所述功率因数的预设的范围包括(0.9,0.99),所述功率因数的中间值为0.95。
本发明提供的第六优选技术方案,其改进之处在于,所述根据所述控制信号,采用执行级生成补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制,包括:
根据调控所述无功补偿电流的控制信号,所述执行级的静止无功补偿装置生成无功补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
根据调控所述谐波补偿电流的控制信号,所述执行级的交流侧有源滤波器生成谐波补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
根据调控所述直流纹波补偿电流的控制信号,所述执行级的直流侧有源滤波器生成直流纹波补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制。
一种交直流微电网电能质量协调控制系统,其改进之处在于,包括:
包括检测处理级、决策控制级和执行级;
所述检测处理级用于采集交直流微电网的电网参数并根据所述电网参数计算补偿电流的安全约束量;
所述决策控制级用于基于所述安全约束量和获取的任务目标,生成调控补偿电流的控制信号;
所述执行级用于根据所述控制信号,生成补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
所述电网参数包括:电压、功率因数、谐波和电力电子开关器件的直流侧电压偏差中的一个或多个。
本发明提供的第七优选技术方案,其改进之处在于,所述补偿电流包括无功补偿电流、谐波补偿电流和直流纹波补偿电流,所述检测处理级包括初始控制器;
所述初始控制器用于采集交直流微电网的直流侧电容电压计算得到直流侧电容电压维稳容量;
所述初始控制器采集交流侧有源滤波器的设计容量减去容量安全裕度再减去所述直流侧电容电压维稳容量,得到谐波补偿电流的安全约束量;
所述初始控制器采集静止无功补偿装置的设计容量减去容量安全裕度再减去所述直流侧电容电压维稳容量,得到无功补偿电流的安全约束量;
所述初始控制器采集直流侧有源滤波器的设计容量减去容量安全裕度再减去所述直流侧电容电压维稳容量,得到直流纹波补偿电流的安全约束量。
本发明提供的第八优选技术方案,其改进之处在于,所述决策控制级包括多目标控制器;
所述多目标控制器用于基于所述安全约束量安全约束量和获取的任务目标,分别生成无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数的初始值;
所述多目标控制器根据采集的微网的直流电压纹波、交流电压偏差、功率因数和谐波电流,分别对所述无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数进行调整;
所述多目标控制器根据所述无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数,分别生成调控所述无功补偿电流、谐波补偿电流和直流纹波补偿电流的控制信号。
本发明提供的第九优选技术方案,其改进之处在于,所述执行级包括静止无功补偿装置、交流侧有源滤波器和直流侧有源滤波器;
所述静止无功补偿装置用于根据调控所述无功补偿电流的控制信号,生成无功补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
所述交流侧有源滤波器用于根据调控所述谐波补偿电流的控制信号,生成谐波补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
所述直流侧有源滤波器用于根据调控所述直流纹波补偿电流的控制信号,生成直流纹波补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制。
与最接近的现有技术相比,本发明具有的有益效果如下:
本发明通过采集交直流微电网的电网参数并计算调控补偿电流的控制信号,根据控制信号生成补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制,可在补偿范围内合理分配补偿电流,在维持交直流混合微电网直流母线电压稳定的前提下有效治理交、直流侧典型电能质量问题。
附图说明
图1为本发明提供的一种交直流微电网电能质量协调控制方法流程示意图;
图2为本发明提供的一种交直流微电网电能质量协调控制方法详细流程示意图;
图3为本发明提供的直流侧纹波抑制算法框图示意图;
图4为本发明提供的对无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数进行调整流程示意图;
图5为本发明提供的特征次谐波抑制控制框图;
图6为本发明提供的直接电流控制的无功电流补偿控制框图;
图7为本发明提供的一种交直流微电网电能质量协调控制系统基本结构示意图;
图8为本发明提供的一种交直流微电网电能质量协调控制系统详细结构示意图;
图9为本发明提供的电能量多目标协同优化控制结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
实施例1:
本发明提供的一种交直流微电网电能质量协调控制方法流程示意图如图1所示,包括:
步骤1:采用检测处理级采集交直流微电网的电网参数并根据电网参数计算补偿电流的安全约束量;
步骤2:基于安全约束量和获取的任务目标,采用决策控制级生成调控补偿电流的控制信号;
步骤3:根据控制信号,采用执行级生成补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
其中,电网参数包括:电压、功率因数、谐波和电力电子开关器件的直流侧电压偏差。
具体的,一种交直流微电网电能质量协调控制方法详细流程如图2所示,包括:
步骤101:采用检测处理级采集交直流微电网的电网参数。
即采用检测处理级采集交直流微电网的电压、功率因数、谐波和电力电子开关器件的直流侧电压偏差。
步骤102:根据交直流微电网的电网参数计算补偿电流的安全约束量。
补偿电流包括无功补偿电流、谐波补偿电流和直流纹波补偿电流,补偿电流的安全约束量也即静止无功补偿装置SVG、交流侧有源滤波器APF和直流侧有源滤波器D-APF的安全容量约束。计算补偿电流的安全约束量包括分别各根据APF、SVG和D-APF的设计容量减去容量安全裕度再减去直流侧电容电压维稳容量,得到谐波补偿电流、无功补偿电流和直流纹波补偿电流的安全约束量,其中直流侧电容电压维稳容量根据直流侧电容电压计算得到。直流侧电容电压的稳定是APF、D-APF和SVG正常工作所必须的,所以是首先要保证的。同时由于直流侧电容电压在波动,因此安全约束量是动态的。
步骤103:基于安全约束量安全约束量和获取的任务目标,采用决策控制级分别生成无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数的初始值。
任务目标包括电压支撑、无功补偿、谐波治理、纹波抑制及其以上组合。基于安全约束量安全约束量和获取的任务目标,采用决策控制级分别生成无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数的初始值具体包括:
对交流侧治理系统,若此时指令电流的幅值在安全容量约束之内,则无功补偿系数和谐波补偿系数的初始值为1,若指令电流幅值超过安全容量约束,也就是说APF、SVG组成的系统不可能产生这么大的补偿电流,则无功补偿系数和谐波补偿系数的初始值<1并等于APF和SVG等效最大补偿电流除以计算得出的指令电流;对直流侧,直流纹波补偿系数对应补偿电流在安全约束下通过图3所示的抑制算法形成并产生触发的脉冲宽度调制PWM信号。图3中,vdc表示直流母线测量电压,GLPF(s)表示低通滤波器传递函数,Kp表示外环比例调节参数,CDCh(s)表示,Vc表示直流侧治理装置低压电容侧电压测量值,Vc_ref表示Vc参考值,GCi(s)为补偿电容稳压控制器传递函数,Gi(s)为纹波电流补偿内环控制器传递函数,d表示输出占空比,S1,S2分别代表直流就地治理装置上下桥臂触发信号。
步骤104:根据采集的微网的直流电压纹波、交流电压偏差、功率因数和谐波电流,采用决策控制级分别对无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数进行调整。
步骤104具体如图4所示,包括:
首先实时采集计算微电网直流母线电压的电压纹波,当直流母线电压纹波系数超过预设的纹波标准时,采用决策控制级在安全容量约束下根据直流母线电压纹波调整直流纹波补偿系。
其次检测交流电压偏差,当交流电压偏差超过预设的电压偏差标准时,这时电压支撑为主要因素,因此决策控制级发出电压支撑的指令信号,APF和SVG联合系统只进行电压支撑;此时,将谐波补偿系数置零,采用决策控制级在安全容量约束下根据交流电压偏差调整无功补偿系数。
再次,当电压偏差在允许范围之内时,实时采集计算微电网的功率因数λ以及3、5和7等几次主要谐波的谐波电流In,n=3,5,7…,为谐波次数。然后决策控制级通过对负荷功率因数的判断,根据其差异发出不同的控制指令:
(a)当功率因数λ低于0.9或大于0.99时,此时功率因数明显偏低或者是处于过补偿的状态,此时无功补偿为最重要的因素,所以将谐波补偿系数置零,采用决策控制级在安全容量约束下根据功率因数调整无功补偿系数,仅进行无功补偿;
(b)当功率因素大于0.9小于0.99时,说明此时微电网无功补偿方面存在的问题不大,然后再行判断各次谐波电流的含量是否超标判断补偿重点因素。当各次谐波电流在不超出预设的谐波标准即国标时,说明此时微电网的电能质量状况正常,此时补偿的重点仍然选择无功补偿,将谐波幅值排序前两位对应的控制器谐振增益KIn都置零,并采用决策控制级在安全容量约束下调整无功补偿系数;同时发出无功补偿和谐波治理的控制信号,提高电网的供电质量的各项性能。当谐波电流超标时,说明此时谐波已经成为影响电网供电性能的主要问题,但是要综合考虑功率因素的情况来确定治理的关键因素,如果此时电网的功率因数λ大于0.9但是小于0.95时,这时要先进行无功补偿,此时将幅值最大的两个谐波对应的控制器谐振增益置零,并调整无功补偿系数;当功率因数达到0.95以上时,再进行谐波治理,当功率因素λ大于等于0.95时,这时谐波治理是关键因素,采用决策控制级在安全容量约束下调整谐波补偿系数,即此时在容量约束范围内重新调整谐波补偿系数直至最大补偿容量。
步骤105:根据无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数,采用决策控制级分别生成调控无功补偿电流、谐波补偿电流和直流纹波补偿电流的控制信号。
即确定治理的关键因素后,就可以根据无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数,采用决策控制级分别产生控制无功补偿电流、谐波补偿电流和直流纹波补偿电流所需要的PWM脉冲控制信号。
步骤106:根据控制信号,采用生成补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制。
即根据调控无功补偿电流的控制信号,执行级的静止无功补偿装置生成无功补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;根据调控谐波补偿电流的控制信号,执行级的交流侧有源滤波器生成谐波补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;根据调控直流纹波补偿电流的控制信号,执行级的直流侧有源滤波器生成直流纹波补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制。
在对交直流电能质量进行控制的过程中,典型特征次谐波抑制APF控制算法框图如图5所示,该控制算法采用比例谐振控制方法,可以实现对3、5、7等特征次谐波电流实时补偿,图5中,s为拉普拉斯算子,ωs为系统工频角频率,Kp为比例环节系数,KIn为n次谐波的谐振增益,n=3、5、7…13。
直接电流控制的无功电流补偿控制算法如图6所示,图6中的PI表示无功电流补偿PI控制传递函数。
实施例2:
基于同一发明构思,本发明还提供了一种交直流微电网电能质量协调控制系统。
该系统基本结构示意图如图7所示,包括:
检测处理级、决策控制级和执行级;
其中,检测处理级,用于采集交直流微电网的电网参数并根据电网参数计算补偿电流的安全约束量;
决策控制级,用于基于安全约束量和获取的任务目标,生成调控补偿电流的控制信号;
执行级,用于根据控制信号,生成补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
其中,电网参数包括:电压、功率因数、谐波和电力电子开关器件的直流侧电压偏差中的一个或多个。
交直流微电网电能质量协调控制系统详细结构示意图如图8所示。图8中,为无功补偿电流定值,为谐波补偿电流定值,为直流纹波补偿电流定值,iQ为无功补偿电流测量值,iH为谐波补偿电流测量值,iDC-H为直流纹波补偿电流测量值,CQ为无功补偿系数,CH为谐波补偿系数,CDCh为直流侧纹波补偿系数。
其中,补偿电流包括无功补偿电流、谐波补偿电流和直流纹波补偿电流,检测处理级包括初始控制器;
初始控制器用于采集交直流微电网的直流侧电容电压计算得到直流侧电容电压维稳容量;
初始控制器采集交流侧有源滤波器的设计容量减去容量安全裕度再减去直流侧电容电压维稳容量,得到谐波补偿电流的安全约束量;
初始控制器采集静止无功补偿装置的设计容量减去容量安全裕度再减去直流侧电容电压维稳容量,得到无功补偿电流的安全约束量;
初始控制器采集直流侧有源滤波器的设计容量减去容量安全裕度再减去直流侧电容电压维稳容量,得到直流纹波补偿电流的安全约束量。
直流侧电容电压的稳定是APF、D-APF和SVG正常工作所必须的,所以是首先要保证的。同时由于直流侧电容电压在波动,因此安全约束量是动态的。
初始控制器还用于获取预先设定的各项指标阈值,包括公共连接点PCC电压安全范围(超过该范围即启动电压支撑功能)、谐波越限阈值(以国标为准)和功率因数范围(可用0.95~0.99)等参数。
其中,决策控制级包括多目标控制器;
多目标控制器用于基于安全约束量安全约束量和获取的任务目标,分别生成无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数的初始值;
多目标控制器根据采集的微网的直流电压纹波、交流电压偏差、功率因数和谐波电流,分别对无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数进行调整;
多目标控制器根据无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数,分别生成调控无功补偿电流、谐波补偿电流和直流纹波补偿电流的控制信号。
其中,执行级包括静止无功补偿装置SVG、交流侧有源滤波器APF和直流侧有源滤波器D-APF;
SVG用于根据调控无功补偿电流的控制信号,生成无功补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
APF交流侧有源滤波器用于根据调控谐波补偿电流的控制信号,生成谐波补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
D-APF用于根据调控直流纹波补偿电流的控制信号,生成直流纹波补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制。
图9是决策质处理级的电能量多目标协同优化控制结构框图。从图9我们可以看出,多目标配置规则库主要功能是根据当前实时任务目标(电压支撑/无功补偿/谐波治理/纹波抑制及其以上组合)和电压、功率因数、谐波、电力电子开关器件的直流侧电压偏差等实时采样数据,在不超过SVG、APF、D-APF安全容量约束的前提下,计算上述装置的补偿电流指令信号,给出补偿方案。图9中,Upcc为公共连接点电压,λ为公共连接点功率因数。
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:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换,但这些变更、修改或者等同替换,均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (11)
1.一种交直流微电网电能质量协调控制方法,其特征在于:
采用检测处理级采集交直流微电网的电网参数并根据所述电网参数计算补偿电流的安全约束量;
基于所述安全约束量和获取的任务目标,采用决策控制级生成调控补偿电流的控制信号;
根据所述控制信号,采用执行级生成补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
所述电网参数包括:电压、功率因数、谐波和电力电子开关器件的直流侧电压偏差中的一个或多个。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述补偿电流包括无功补偿电流、谐波补偿电流和直流纹波补偿电流,所述采用检测处理级采集交直流微电网的电网参数并根据所述电网参数计算补偿电流的安全约束量,包括:
采用检测处理级采集交直流微电网的直流侧电容电压计算得到直流侧电容电压维稳容量;
采集交流侧有源滤波器的设计容量减去容量安全裕度再减去所述直流侧电容电压维稳容量,得到谐波补偿电流的安全约束量;
采集静止无功补偿装置的设计容量减去容量安全裕度再减去所述直流侧电容电压维稳容量,得到无功补偿电流的安全约束量;
采集直流侧有源滤波器的设计容量减去容量安全裕度再减去所述直流侧电容电压维稳容量,得到直流纹波补偿电流的安全约束量。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述安全约束量安全约束量和获取的任务目标,采用决策控制级生成调控补偿电流的控制信号,包括:
基于所述安全约束量安全约束量和获取的任务目标,采用决策控制级分别生成无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数的初始值;
所述决策控制级根据采集的微网的直流电压纹波、交流电压偏差、功率因数和谐波电流,分别对所述无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数进行调整;
所述决策控制级根据所述无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数,分别生成调控所述无功补偿电流、谐波补偿电流和直流纹波补偿电流的控制信号。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述决策控制级根据采集的微网的直流电压纹波、交流电压偏差、功率因数和谐波电流,分别对所述无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数进行调整,包括:
所述决策控制级根据采集的微网的直流母线电压纹波,当纹波系数超过预设的纹波标准时,在安全容量约束下根据所述直流母线电压纹波调整直流纹波补偿系数;
所述决策控制级根据采集的微网的交流电压偏差,当所述交流电压偏差超过预设的电压偏差标准时,将谐波补偿系数置零,在安全容量约束下根据所述交流电压偏差调整无功补偿系数;
所述决策控制级根据采集的微网的功率因数和谐波电流,根据所述功率因数和谐波电流在安全容量约束下调整无功补偿系数和谐波补偿系数。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述功率因数和谐波电流在安全容量约束下调整无功补偿系数和谐波补偿系数,包括:
所述决策控制级判断所述功率因数是否在预设的范围:当所述功率因数不在预设的范围内时,将谐波补偿系数置零,在安全容量约束下根据所述功率因数调整无功补偿系数;
当功率因数在预设的范围内时,所述决策控制级判断谐波电流是否超出预设的谐波标准:当所述谐波电流不超出预设的谐波标准时,将幅值最大的两个谐波对应的控制器谐振增益置零,并在安全容量约束下调整无功补偿系数;
当谐波电流超过预设的谐波标准时,所述决策控制级判断功率因数是否大于等于预设的中间值:当判断功率因数大于等于预设的中间值时,在安全容量约束下调整谐波补偿系数;否则将幅值最大的两个谐波对应的控制器谐振增益置零,并调整无功补偿系数。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述功率因数的预设的范围包括(0.9,0.99),所述功率因数的中间值为0.95。
7.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述控制信号,采用执行级生成补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制,包括:
根据调控所述无功补偿电流的控制信号,所述执行级的静止无功补偿装置生成无功补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
根据调控所述谐波补偿电流的控制信号,所述执行级的交流侧有源滤波器生成谐波补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
根据调控所述直流纹波补偿电流的控制信号,所述执行级的直流侧有源滤波器生成直流纹波补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制。
8.一种交直流微电网电能质量协调控制系统,其特征在于,包括:检测处理级、决策控制级和执行级;
所述检测处理级用于采集交直流微电网的电网参数并根据所述电网参数计算补偿电流的安全约束量;
所述决策控制级用于基于所述安全约束量和获取的任务目标,生成调控补偿电流的控制信号;
所述执行级用于根据所述控制信号,生成补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
所述电网参数包括:电压、功率因数、谐波和电力电子开关器件的直流侧电压偏差中的一个或多个。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述补偿电流包括无功补偿电流、谐波补偿电流和直流纹波补偿电流,所述检测处理级包括初始控制器;
所述初始控制器用于采集交直流微电网的直流侧电容电压计算得到直流侧电容电压维稳容量;
所述初始控制器采集交流侧有源滤波器的设计容量减去容量安全裕度再减去所述直流侧电容电压维稳容量,得到谐波补偿电流的安全约束量;
所述初始控制器采集静止无功补偿装置的设计容量减去容量安全裕度再减去所述直流侧电容电压维稳容量,得到无功补偿电流的安全约束量;
所述初始控制器采集直流侧有源滤波器的设计容量减去容量安全裕度再减去所述直流侧电容电压维稳容量,得到直流纹波补偿电流的安全约束量。
10.如权利要求9所述的系统,其特征在于,所述决策控制级包括多目标控制器;
所述多目标控制器用于基于所述安全约束量安全约束量和获取的任务目标,分别生成无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数的初始值;
所述多目标控制器根据采集的微网的直流电压纹波、交流电压偏差、功率因数和谐波电流,分别对所述无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数进行调整;
所述多目标控制器根据所述无功补偿系数、谐波补偿系数和直流纹波补偿系数,分别生成调控所述无功补偿电流、谐波补偿电流和直流纹波补偿电流的控制信号。
11.如权利要求10所述的系统,其特征在于,所述执行级包括静止无功补偿装置、交流侧有源滤波器和直流侧有源滤波器;
所述静止无功补偿装置用于根据调控所述无功补偿电流的控制信号,生成无功补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
所述交流侧有源滤波器用于根据调控所述谐波补偿电流的控制信号,生成谐波补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制;
所述直流侧有源滤波器用于根据调控所述直流纹波补偿电流的控制信号,生成直流纹波补偿电流,对交直流侧电能质量进行控制。
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