CN109842120A - 一种微网群分布式电压不平衡补偿方法 - Google Patents
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Abstract
一种微网群分布式电压不平衡补偿方法,首先将公共耦合点的电压vabc通过派克变换转化为dq旋转坐标系下的电压vd,vq,然后,使用低通滤波器LPF提取公共耦合点电压在旋转dq坐标系下的正、负序分量并将信号传输到二级控制器,计算电压不平衡度VUF。随后将电压不平衡度VUF的计算值与电压不平衡度参考值VUF*比较的误差作为比例积分PI控制器的输入信号,最后将其输出信号与公共耦合点的电压负序量相乘,把生成的不平衡补偿参考值UCRdq传输到初级控制。该方法在补偿公共耦合点电压不平衡方面具有明显效果,且在应对电源输出功率波动和负荷突变时表现出了较强的鲁棒性。
Description
技术领域
本发明属于微电网控制技术领域,特别是一种微网群分布式电压不平衡补偿方法。
背景技术
微电网是将分布式能源和所有发电配电设备及二次设备有机的结合在一起,形成一个可以独立运行的小型发用电系统。它具备自我控制和自我能量管理的能力,是发挥分布式电源效能的主要方式,具有巨大的社会与经济意义。微电网数量的不断增多有效的促进了多个分布式电源、储能及负载之间的能量传递。在由多个微电网互联组成的微网群中,电压不平衡会对设备和电力系统造成不利影响,将导致电力系统产生更多的损耗。针对微网群中电压不平衡补偿方法展开深入研究对维持微网群的稳定运行具有重要意义。
现有技术文献中:
A method of three phase balancing in microgrid by photovoltaicgeneration systems(M.Hojo,Y.Iwase,T.Funabashi,and Y.Ueda,“A method ofthreephase balancing in microgrid by photovoltaic generation systems,”inProceedings.2008Power Electronics and Motion Control Conference.,pp.2487–2491.)提出一种通过分布式电源注入负序电流来补偿电压不平衡的方法。通过该方法,尽管存在不平衡的负载,但是线路电流仍然平衡。
A cooperative imbalance compensation method for distributed-generation interface converters(P.T.Cheng,C.Chen,T.L.Lee,and S.Y.Kuo,“Acooperative imbalance compensation method for distributed-generationinterface converters,”IEEE Transactions on Industry Applications.,vol.45,no.2,pp.805–815,Mar./Apr.2009.)提出了一种针对微电网变换器下垂控制的不平衡补偿技术。该技术能使各变换器之间的不平衡电流均匀分布,从而与现有的有功频率(P-f)和无功电压(Q-v)下垂控制系统无缝集成,提高了整个系统的电能质量。
Experimental evaluation of voltage unbalance compensation in anislanded microgrid(M.Savaghebi,J.M.Guerrero,A.Jalilian,and J.C.Vasquez,“Experimental evaluation of voltage unbalance compensation in an islandedmicrogrid,”in Proceedings.20th IEEE International Symposium on IndustryElectronics.,pp.1453–1458.)提出了一种基于分布式电源接口变换器控制的微电网电压不平衡补偿方法。在该方法中,有功和无功功率控制回路被用作协调分布式电源之间的功率共享。
上述文献记载中控制方法均是为了补偿分布式电源端电压不平衡,其并没有考虑对公共耦合点处电压不平衡的补偿。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种微网群分布式电压不平衡补偿方法,该方法能够解决微网群接入单相不平衡负载引起的公共耦合点处三相电压不平衡问题,且在对电压进行补偿的同时还能兼顾各分布式电源的电压质量。该方法在补偿公共耦合点电压不平衡方面具有明显效果,且在应对电源输出功率波动和负荷突变时表现出了较强的鲁棒性。
本发明采取的技术方案为:
一种微网群分布式电压不平衡补偿方法,包括以下步骤:
步骤1:首先采集公共耦合点的电压vabc通过派克变换,转化为dq旋转坐标系下的电压vd,vq,然后,使用低通滤波器LPF提取公共耦合点的电压在dq旋转坐标系下的正、负序分量
步骤2:公共耦合点的电压正序量和负序量信号传输到二级控制器,计算电压不平衡度VUF;
步骤3:将电压不平衡度VUF的计算值与电压不平衡度参考值VUF*比较的误差,作为比例积分PI控制器的输入信号,然后将其输出信号与公共耦合点的电压负序量相乘,把生成的不平衡补偿参考值UCRdq传输到初级控制;
步骤4:建立基于复合鲁棒控制的电压控制数学模型,其传递函数为:
其中,G(s)为控制通道传递函数;GQPR(s)为准谐振控制器传递函数;K(s)为鲁棒反馈控制器传递函数。
步骤5:在H∞控制标准下,设计鲁棒控制器的闭环系统输出传递函数:
根据H∞控制标准问题,系统输入、输出分别为w=[ig1 vref]T、z=[ze zu zt]T,含有鲁棒控制器的闭环系统状态空间模型表示为:
其中,ig1为电网电流,vref为参考电压;ze为误差输出,zu为控制输出,zt为系统鲁棒性能的系统输出量;u为控制输出信号,y为量测输出信号,G为广义传递函数矩阵,K为待设计的鲁棒控制器。
步骤6:对广义传递函数矩阵G进行求解:
针对广义被控系统选择状态变量x=[if1 vc]T;同时w=[ig1 vref]T,能得到如下状态方程:
其中,if1为电感电流,vc为滤波电容电压;为状态变量的一阶微分形式,A1为系统矩阵,B11、B12为输入矩阵;Rf1、Lf1和Cf1为储能主电路中的电阻、电感和电容的值。
设加权函数We、Wu、Wt如下:
等式的数学描述为We=Ce(sI-Ae)-1Be+De,Wu=Cu(sI-Au)-1Bu+Du,Wt=Ct(sI-At)-1Bt+Dt。
其中,We为跟踪偏差加权函数,Wu控制输出的加权函数,Wt系统鲁棒性能的加权函数;Ae,Be,Ce,De分别为跟踪偏差加权下的系统参数,输入参数,输出参数和前馈参数;Au,Bu,Cu,Du分别为控制输出加权下的系统参数,输入参数,输出参数和前馈参数;At,Bt,Ct,Dt分别为系统鲁棒性能加权下的系统参数,输入参数,输出参数和前馈参数;s为复频域算子,I单位矩阵。
得到在已知输入w=[ig1 vref]T、u及输出z=[ze zu zt]T和y的条件下,广义被控对象:
Ce1′=[0 -1],De1′=[0 1],De2′=0,Cu1′=[0 0],Du1′=[0 0],Du2′=1,Ct1′=[01],Dt1′=[0 0]Dt2′=0,C2=[0 -1],D21=[0 1],D22=0。
其中,Ae为跟踪偏差加权下的系统参数,Au为控制输出加权下的系统参数,At为系统鲁棒性能加权下的系统参数A1为系统矩阵;
Be为跟踪偏差加权下的输入参数,Bu为控制输出加权下的输入参数,Bt为系统鲁棒性能加权下的输入参数;B11与B12为广义被控对象下的输入矩阵;
Ce为跟踪偏差加权下的输出参数,Cu为控制输出加权下输出参数,Ct为系统鲁棒性能加权下的输出参数,Ce1′为输出跟踪偏差的输出参数,Cu1′为输出为控制信号的输出参数,Ct1′为输出为鲁棒性能的输出参数;
De为跟踪偏差加权下的前馈参数,Du为控制输出加权下的前馈参数,Dt为系统鲁棒性能加权下的前馈参数,D21与D22为广义被控对象下的前馈参数,De1′与De2′为广义被控对象下输出为跟踪偏差的前馈参数,Du1′与Du2′为广义被控对象下输出为控制信号的前馈参数,Dt1′与Dt2′为广义被控对象下输出为鲁棒性能的前馈参数。
步骤7:在初级控制中为鲁棒控制器选择合适的加权函数:
跟踪偏差加权函数We(s)的数学表达式为:
其中,M为s频率响应的最大峰值,A为系统的最大稳态跟踪误差,为系统的最小带宽频率。
所述步骤1中,派克变换从abc静止坐标系变换到旋转dq坐标系有:
其中,ω为角频率,vd、vd为公共耦合点电压信号在dq旋转坐标系下d轴、q轴的分量,va、vb、vc为公共耦合点电压信号在abc坐标系下a轴、b轴和c轴的分量。
所述步骤1中,低通滤波器传递函数:
其中,ωcut为滤波器截止频率,ξ为阻尼比。
所述步骤2中,电压不平衡度计算公式:
其中,VUF为电压不平衡度,分别为公共耦合点的电压负序量在dq旋转坐标系下d轴、q轴的分量,分别为公共耦合点的电压正序量在dq旋转坐标系下d轴、q轴的分量。
所述步骤2中,二级控制器的设计,其公共耦合点电压不平衡补偿参考值为:
其中,UCRdq为公共耦合点电压不平衡补偿参考值,VUF为电压不平衡度,VUF*为电压不平衡度参考值,s为复频域算子,kI为积分系数,kp为比例系数,为电压在旋转dq坐标系下的负序分量。
所述步骤4中,准比例谐振控制器的设计,准比例谐振控制器传递函数为:
其中,s为复频域算子,ω1为基波角频率,KP为比例参数,KR为谐振参数,为影响系统带宽的参数。
本发明一种微网群分布式电压不平衡补偿方法,能够解决微网群公共耦合点接入不平衡负荷引起的三相电压不平衡问题。对公共耦合点的不平衡电压进行补偿,能够改善各分布式电源的电压质量,且该系统与方法在应对分布式电源输出功率波动和负荷突变时能表现出较强的鲁棒性。
附图说明
图1为微网群分布式电压不平衡补偿系统及方法的控制结构框图。
图2为H∞控制结构框图。
图3为微网群的公共耦合点接入单相不平衡负载时电压不平衡度的实验波形图。
具体实施方式
一种微网群分布式电压不平衡补偿方法,包括初级控制和二级控制的分层控制系统,二级控制通过向初级控制发送控制信号来对微网群的公共耦合点不平衡电压进行补偿。初级控制是由鲁棒控制器和准比例谐振(QPR)控制器组成,是基于对系统跟踪误差、控制输出和系统鲁棒性的加权控制来实现对输出电压的控制。
该方法包括以下步骤:
步骤1:首先采集公共耦合点的电压vabc通过派克变换,转化为dq旋转坐标系下的电压vd,vq,然后,使用低通滤波器LPF提取公共耦合点的电压在dq旋转坐标系下的正、负序分量
步骤2:公共耦合点的电压正序量和负序量信号传输到二级控制器,计算电压不平衡度VUF。
步骤3:将电压不平衡度VUF的计算值与电压不平衡度参考值VUF*比较的误差,作为比例积分PI控制器的输入信号,然后将其输出信号与公共耦合点的电压负序量相乘,把生成的不平衡补偿参考值UCRdq传输到初级控制。
步骤4:建立基于复合鲁棒控制的电压控制数学模型,其传递函数为:
其中,G(s)为控制通道传递函数;GQPR(s)为准谐振控制器传递函数;K(s)为鲁棒反馈控制器传递函数。
步骤5:在H∞控制标准下,设计鲁棒控制器的闭环系统输出传递函数:
根据H∞控制标准问题,系统输入、输出分别为w=[ig1 vref]T、z=[ze zu zt]T,含有鲁棒控制器的闭环系统状态空间模型表示为:
其中,ig1为电网电流,vref为参考电压;ze为误差输出,zu为控制输出,zt为系统鲁棒性能的系统输出量;u为控制输出信号,y为量测输出信号,G为广义传递函数矩阵,K为待设计的鲁棒控制器。
步骤6:对广义传递函数矩阵G进行求解:
针对广义被控系统选择状态变量x=[if1 vc]T;同时w=[ig1 vref]T,能得到如下状态方程:
其中,if1为电感电流,vc为滤波电容电压;为状态变量的一阶微分形式,A1为系统矩阵,B11、B12为输入矩阵;Rf1、Lf1和Cf1为储能主电路中的电阻、电感和电容的值。
设加权函数We、Wu、Wt如下:
等式的数学描述为We=Ce(sI-Ae)-1Be+De,Wu=Cu(sI-Au)-1Bu+Du,Wt=Ct(sI-At)-1Bt+Dt。
其中,We为跟踪偏差加权函数,Wu控制输出的加权函数,Wt系统鲁棒性能的加权函数;Ae,Be,Ce,De分别为跟踪偏差加权下的系统参数,输入参数,输出参数和前馈参数;Au,Bu,Cu,Du分别为控制输出加权下的系统参数,输入参数,输出参数和前馈参数;At,Bt,Ct,Dt分别为系统鲁棒性能加权下的系统参数,输入参数,输出参数和前馈参数;s为复频域算子,I单位矩阵。
得到在已知输入w=[ig1 vref]T、u及输出z=[ze zu zt]T和y的条件下,广义被控对象:
Ce1′=[0 -1],De1′=[0 1],De2′=0,Cu1′=[0 0],Du1′=[0 0],Du2′=1,Ct1′=[01],Dt1′=[0 0]Dt2′=0,C2=[0 -1],D21=[0 1],D22=0。
其中,Ae为跟踪偏差加权下的系统参数,Au为控制输出加权下的系统参数,At为系统鲁棒性能加权下的系统参数A1为系统矩阵;
Be为跟踪偏差加权下的输入参数,Bu为控制输出加权下的输入参数,Bt为系统鲁棒性能加权下的输入参数;B11与B12为广义被控对象下的输入矩阵;
Ce为跟踪偏差加权下的输出参数,Cu为控制输出加权下输出参数,Ct为系统鲁棒性能加权下的输出参数,Ce1′为输出跟踪偏差的输出参数,Cu1′为输出为控制信号的输出参数,Ct1′为输出为鲁棒性能的输出参数;
De为跟踪偏差加权下的前馈参数,Du为控制输出加权下的前馈参数,Dt为系统鲁棒性能加权下的前馈参数,D21与D22为广义被控对象下的前馈参数,De1′与De2′为广义被控对象下输出为跟踪偏差的前馈参数,Du1′与Du2′为广义被控对象下输出为控制信号的前馈参数,Dt1′与Dt2′为广义被控对象下输出为鲁棒性能的前馈参数。
步骤7:在初级控制中为鲁棒控制器选择合适的加权函数:
跟踪偏差加权函数We(s)的数学表达式为:
其中,M为s频率响应的最大峰值,A为系统的最大稳态跟踪误差,为系统的最小带宽频率。
所述步骤1中,派克变换从abc静止坐标系变换到旋转dq坐标系有:
其中,ω为角频率,vd、vd为公共耦合点电压信号在dq旋转坐标系下d轴、q轴的分量,va、vb、vc为公共耦合点电压信号在abc坐标系下a轴、b轴和c轴的分量。
所述步骤1中,低通滤波器传递函数:
其中,ωcut为滤波器截止频率,ξ为阻尼比。
所述步骤2中,电压不平衡度计算公式:
其中,VUF为电压不平衡度,分别为公共耦合点的电压负序量在dq旋转坐标系下d轴、q轴的分量,分别为公共耦合点的电压正序量在dq旋转坐标系下d轴、q轴的分量。
所述步骤2中,二级控制器的设计,其公共耦合点电压不平衡补偿参考值为:
其中,UCRdq为公共耦合点电压不平衡补偿参考值,VUF为电压不平衡度,VUF*为电压不平衡度参考值,s为复频域算子,kI为积分系数,kp为比例系数,为电压在旋转dq坐标系下的负序分量。
所述步骤4中,准比例谐振控制器的设计,准比例谐振控制器传递函数为:
其中,s为复频域算子,ω1为基波角频率,KP为比例参数,KR为谐振参数,为影响系统带宽的参数。
图1是一种微网群分布式电压不平衡补偿系统及方法的控制结构框图。图1中可见控制方法的详细步骤:
首先将公共耦合点的电压vabc通过派克变换转化为dq旋转坐标系下的电压vd,vq,然后,使用低通滤波器LPF提取公共耦合点电压在旋转dq坐标系下的正、负序分量并将信号传输到二级控制器,计算电压不平衡度VUF。随后将电压不平衡度VUF的计算值与电压不平衡度参考值VUF*比较的误差作为比例积分PI控制器的输入信号,最后将其输出信号与公共耦合点的电压负序量相乘,把生成的不平衡补偿参考值UCRdq传输到初级控制。初级控制基于对系统跟踪误差、控制输出和系统鲁棒性的加权控制,来实现对输出电压的控制,从而实现对公共耦合点电压不平衡的补偿。
其中系统参数如下:容量30KVA,380V(LL),50Hz,滤波电感Lf1=1.3mH,电阻Rf1=0.1mH,滤波电容Cf1=50μF,开关频率fsw1=10kHz,接入不平衡负载R=6Ω,L=4mH。
依照相关参数,鲁棒控制器K(s)表达式为:
其中,G(s)为控制通道传递函数;GQPR(s)为准谐振控制器传递函数;K(s)为鲁棒反馈控制器传递函数,D(s)为扰动通道传递函数。
低通滤波器LPF中:ωcut=4π(rad/s)和ξ=0.707。因此:
跟踪偏差加权函数We(s)取值为:
控制输出的加权函数Wu(s)取常数0.1。
系统的鲁棒性能的加权函数Wt(s)取为:
准比例谐振控控制器GQPR(s)中:KP=1,KR=200,ω1=314rad/s。因此:
图2是H∞控制结构框图。图2中系统输入、输出分别为w=[ig1 vref]T、z=[ze zu zt]T;P表示被控对象,G为广义传递函数矩阵,K为鲁棒控制器;u表示控制输出信号,y表示量测输出信号。H∞控制是使系统输入w到输出z的闭环传递函数的H∞范数极小。其设计可同时抑制外来干扰及被控对象的不确定性。下面为含有鲁棒控制的闭环系统状态控制模型:
图3是微网群中接入单相不平衡负载时公共耦合点不平衡度的实验波形图。从图3中可以看到,在0.4s时刻,当系统突然接入单相不平衡负载时,基于比例积分控制方法下的不平衡度约为3.9%,虽在之后时间内小幅度下降,但波动范围较大;当采用本发明提出的不平衡补偿控制方法后,系统的不平衡度约为1.1%,且在很短时间内就能够维持稳定状态,电压得到较好的控制。由此可以看出本发明所提出的控制策略在应对微网公共耦合点接入不平衡负载时,能够取得较好的电压控制效果。
Claims (6)
1.一种微网群分布式电压不平衡补偿方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:首先采集公共耦合点的电压vabc通过派克变换,转化为dq旋转坐标系下的电压vd,vq,然后,使用低通滤波器LPF提取公共耦合点的电压在dq旋转坐标系下的正、负序分量
步骤2:公共耦合点的电压正序量和负序量信号传输到二级控制器,计算电压不平衡度VUF;
步骤3:将电压不平衡度VUF的计算值与电压不平衡度参考值VUF*比较的误差,作为比例积分PI控制器的输入信号,然后将其输出信号与公共耦合点的电压负序量相乘,把生成的不平衡补偿参考值UCRdq传输到初级控制;
步骤4:建立基于复合鲁棒控制的电压控制数学模型,其传递函数为:
其中,G(s)为控制通道传递函数;GQPR(s)为准谐振控制器传递函数;K(s)为鲁棒反馈控制器传递函数;
步骤5:在H∞控制标准下,设计鲁棒控制器的闭环系统输出传递函数:
根据H∞控制标准问题,系统输入、输出分别为w=[ig1 vref]T、z=[ze zu zt]T,含有鲁棒控制器的闭环系统状态空间模型表示为:
其中,ig1为电网电流,vref为参考电压;ze为误差输出,zu为控制输出,zt为系统鲁棒性能的系统输出量;u为控制输出信号,y为量测输出信号,G为广义传递函数矩阵,K为待设计的鲁棒控制器;
步骤6:对广义传递函数矩阵G进行求解:
针对广义被控系统选择状态变量x=[if1 vc]T;同时w=[ig1 vref]T,能得到如下状态方程:
其中,if1为电感电流,vc为滤波电容电压;为状态变量的一阶微分形式,A1为系统矩阵,B11、B12为输入矩阵;Rf1、Lf1和Cf1为储能主电路中的电阻、电感和电容的值;
设加权函数We、Wu、Wt如下:
等式的数学描述为We=Ce(sI-Ae)-1Be+De,Wu=Cu(sI-Au)-1Bu+Du,Wt=Ct(sI-At)-1Bt+Dt;其中,We为跟踪偏差加权函数,Wu控制输出的加权函数,Wt系统鲁棒性能的加权函数;Ae,Be,Ce,De分别为跟踪偏差加权下的系统参数,输入参数,输出参数和前馈参数;Au,Bu,Cu,Du分别为控制输出加权下的系统参数,输入参数,输出参数和前馈参数;At,Bt,Ct,Dt分别为系统鲁棒性能加权下的系统参数,输入参数,输出参数和前馈参数;s为复频域算子,I单位矩阵;
得到在已知输入w=[ig1vref]T、u及输出z=[ze zu zt]T和y的条件下,广义被控对象:
Ce1′=[0 -1],De1′=[0 1],De2′=0,Cu1′=[0 0],Du1′=[0 0],Du2′=1,Ct1′=[0 1],Dt1′=[0 0]Dt2′=0,C2=[0 -1],D21=[0 1],D22=0;
其中,Ae为跟踪偏差加权下的系统参数,Au为控制输出加权下的系统参数,At为系统鲁棒性能加权下的系统参数A1为系统矩阵;
Be为跟踪偏差加权下的输入参数,Bu为控制输出加权下的输入参数,Bt为系统鲁棒性能加权下的输入参数;B11与B12为广义被控对象下的输入矩阵;
Ce为跟踪偏差加权下的输出参数,Cu为控制输出加权下输出参数,Ct为系统鲁棒性能加权下的输出参数,Ce1′为输出跟踪偏差的输出参数,Cu1′为输出为控制信号的输出参数,Ct1′为输出为鲁棒性能的输出参数;
De为跟踪偏差加权下的前馈参数,Du为控制输出加权下的前馈参数,Dt为系统鲁棒性能加权下的前馈参数,D21与D22为广义被控对象下的前馈参数,De1′与De2′为广义被控对象下输出为跟踪偏差的前馈参数,Du1′与Du2′为广义被控对象下输出为控制信号的前馈参数,Dt1′与Dt2′为广义被控对象下输出为鲁棒性能的前馈参数;
步骤7:在初级控制中为鲁棒控制器选择合适的加权函数:
跟踪偏差加权函数We(s)的数学表达式为:
其中,M为s频率响应的最大峰值,A为系统的最大稳态跟踪误差,为系统的最小带宽频率。
2.根据权利要求1所述一种微网群分布式电压不平衡补偿方法,其特征在于:
所述步骤1中,派克变换从abc静止坐标系变换到旋转dq坐标系有:
其中,ω为角频率,vd、vd为公共耦合点电压信号在dq旋转坐标系下d轴、q轴的分量,va、vb、vc为公共耦合点电压信号在abc坐标系下a轴、b轴和c轴的分量。
3.根据权利要求1所述一种微网群分布式电压不平衡补偿方法,其特征在于:
所述步骤1中,低通滤波器传递函数:
其中,ωcut为滤波器截止频率,ξ为阻尼比。
4.根据权利要求1所述一种微网群分布式电压不平衡补偿方法,其特征在于:
所述步骤2中,电压不平衡度计算公式:
其中,VUF为电压不平衡度,分别为公共耦合点的电压负序量在dq旋转坐标系下d轴、q轴的分量,分别为公共耦合点的电压正序量在dq旋转坐标系下d轴、q轴的分量。
5.根据权利要求1所述一种微网群分布式电压不平衡补偿方法,其特征在于:
所述步骤2中,二级控制器的设计,其公共耦合点电压不平衡补偿参考值为:
其中,UCRdq为公共耦合点电压不平衡补偿参考值,VUF为电压不平衡度,VUF*为电压不平衡度参考值,s为复频域算子,kI为积分系数,kp为比例系数,为电压在旋转dq坐标系下的负序分量。
6.根据权利要求1所述一种微网群分布式电压不平衡补偿方法,其特征在于:
所述步骤4中,准比例谐振控制器的设计,准比例谐振控制器传递函数为:
其中,s为复频域算子,ω1为基波角频率,KP为比例参数,KR为谐振参数,为影响系统带宽的参数。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111525581A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-08-11 | 上海电力大学 | 含不平衡负载微电网系统的电压控制方法 |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120203385A1 (en) * | 2011-02-07 | 2012-08-09 | Sathees Kumar | System and method for mitigating an electric unbalance of a three-phase current at a point of common coupling between a wind farm and a power grid |
JP2013138543A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Daihen Corp | 電力変換回路の制御回路、この制御回路を用いた系統連系インバータシステムおよび三相pwmコンバータシステム |
CN103368191A (zh) * | 2013-07-22 | 2013-10-23 | 湖南大学 | 一种微电网多逆变器并联电压不平衡补偿方法 |
KR20140142050A (ko) * | 2013-06-03 | 2014-12-11 | 엘에스산전 주식회사 | 계통 연계형 태양광 인버터 및 그의 제어 방법 |
CN104578884A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-04-29 | 国家电网公司 | 一种低电压微电网多逆变器并联电压不平衡控制方法 |
CN104836258A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-08-12 | 国家电网公司 | 一种兼具电压不平衡补偿和谐波抑制的微电网多逆变器控制方法 |
CN104953606A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-09-30 | 兰州理工大学 | 一种孤岛微网公共耦合点电压不平衡网络化分层补偿方法 |
CN106849135A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-06-13 | 湖南大学 | 微网逆变器与有源滤波器的功率/电流质量协同方法 |
CN106877386A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-20 | 李福来 | 一种微网逆变器的不平衡电压补偿方法 |
CN107332261A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-07 | 兰州理工大学 | 一种微电网电能质量分布式协调治理方法 |
CN108471124A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-08-31 | 华北电力大学(保定) | 光伏逆变器接入交直流混合微电网的谐振抑制方法 |
CN108616141A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-10-02 | 上海交通大学 | 微电网中lcl并网逆变器功率非线性的控制方法 |
CN108808682A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-11-13 | 三峡大学 | 基于复合鲁棒控制的单三相混合多微网电压控制方法 |
-
2019
- 2019-03-15 CN CN201910198753.0A patent/CN109842120A/zh active Pending
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120203385A1 (en) * | 2011-02-07 | 2012-08-09 | Sathees Kumar | System and method for mitigating an electric unbalance of a three-phase current at a point of common coupling between a wind farm and a power grid |
JP2013138543A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Daihen Corp | 電力変換回路の制御回路、この制御回路を用いた系統連系インバータシステムおよび三相pwmコンバータシステム |
KR20140142050A (ko) * | 2013-06-03 | 2014-12-11 | 엘에스산전 주식회사 | 계통 연계형 태양광 인버터 및 그의 제어 방법 |
CN103368191A (zh) * | 2013-07-22 | 2013-10-23 | 湖南大学 | 一种微电网多逆变器并联电压不平衡补偿方法 |
CN104578884A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-04-29 | 国家电网公司 | 一种低电压微电网多逆变器并联电压不平衡控制方法 |
CN104836258A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-08-12 | 国家电网公司 | 一种兼具电压不平衡补偿和谐波抑制的微电网多逆变器控制方法 |
CN104953606A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-09-30 | 兰州理工大学 | 一种孤岛微网公共耦合点电压不平衡网络化分层补偿方法 |
CN106877386A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-20 | 李福来 | 一种微网逆变器的不平衡电压补偿方法 |
CN106849135A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-06-13 | 湖南大学 | 微网逆变器与有源滤波器的功率/电流质量协同方法 |
CN107332261A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-07 | 兰州理工大学 | 一种微电网电能质量分布式协调治理方法 |
CN108616141A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-10-02 | 上海交通大学 | 微电网中lcl并网逆变器功率非线性的控制方法 |
CN108471124A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-08-31 | 华北电力大学(保定) | 光伏逆变器接入交直流混合微电网的谐振抑制方法 |
CN108808682A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-11-13 | 三峡大学 | 基于复合鲁棒控制的单三相混合多微网电压控制方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
CAN WANG 等: "Voltage Control Strategy for Three/Single Phase Hybrid Multimicrogrid", 《IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY CONVERSION》 * |
MEHDI SAVAGHEBI 等: "Secondary Control Scheme for Voltage Unbalance Compensation in an Islanded Droop-Controlled Microgrid", 《IEEE TRANSACTIONS ON SMART GRID》 * |
王灿: "单三相孤岛光储多微网控制策略研究", 《单三相孤岛光储多微网控制策略研究》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111525581A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-08-11 | 上海电力大学 | 含不平衡负载微电网系统的电压控制方法 |
CN111525581B (zh) * | 2020-06-02 | 2023-07-04 | 上海电力大学 | 含不平衡负载微电网系统的电压控制方法 |
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