CN112039118A - 微电网并网运行控制方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种微电网并网运行控制方法、装置、计算机设备及存储介质，在微电网与外部大电网并网时，能够获取当前微电网的孤岛侧电量参数以及电网侧电量参数，然后结合两参数进行分析，得到下垂频率补偿量和下垂电压补偿量。最终根据下垂频率补偿量，基于下垂控制原理对微电网的输出电压频率进行反馈调节；并根据下垂电压补偿量，基于下垂控制原理对微电网的输出电压幅值进行反馈调节，从而使得微电网与外部大电网的快速并网。通过该方案的反馈调节，可以有效地避免并网时电流发生畸变，同时有效降低电压波动，实现孤岛微电网的平滑并网，增强了微电网并网运行的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及电网技术领域，特别是涉及一种微电网并网运行控制方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
微电网是由负荷、分布式电源(Distributed Generation，DG)、储能系统(EnergyStorage System，ESS)、电力电子器件、测量、监控及保护装置汇集而成的小型发用电系统，是一种对外部大电网表现为单一的受控单元，并且能够实现自我控制、保护和管理的独立自治系统，能够同时满足用户对电能质量和供电安全的需求。并网型微电网有两种运行模式：并网运行模式和孤岛运行模式，两种模式间应可实现快速、平滑且同步切换。并网运行模式是并网型微电网通过公共连接点(Point of Common Coupling，PCC)闭合与外部大电网相连，与主网配电系统进行电能交换。孤岛运行模式是指在外部电网发生故障或者计划需要时与主网配电系统断开(PCC断开)，由DG、储能装置等设备向微电网内的负荷供电。
在孤岛并网过程中，由于并网点与主网之间电压幅值、相角及频率之间存在的差异，若强行并网将对电网带来冲击，影响电能质量，甚至造成保护的误动作，所以在系统并网过程中需要采取合适的同步策略使得配电网对主网的影响最小。特别是含有各种分布式电源的微电网，能够平滑的重新接入外电网，在公共连接点处并网开关闭合之前使开关两端的电压的幅值、频率和相角满足IEEE Std1547-2011要求范围是关键。因此需要利用合理配置的同步测量装置(Phasor Measurement Units，PMU)获取电气信息，通过控制实现对公共连接点两端的电压相量调节实现孤岛的平滑并网。
传统的微电网同步并网方法一般采用无主动相位同步控制，如果频率偏差较小将需等待较长时间。此外，并联运行的DG单元的输出电压相量不完全一致，也可能引起各个DG之间的环流，很容易造成微电网系统的功率损失，并严重影响逆变器的生命周期。因此，传统的微电网同步并网方法具有并网运行可靠性差的缺点。
发明内容
基于此，有必要针对传统的微电网同步并网方法并网运行可靠性差的问题，提供一种微电网并网运行控制方法、装置、计算机设备及存储介质。
一种微电网并网运行控制方法，包括：获取微电网的孤岛侧电量参数和电网侧电量参数；根据所述孤岛侧电量参数和所述电网侧电量参数进行分析，得到所述微电网的下垂频率补偿量和下垂电压补偿量；根据所述下垂电压补偿量和所述下垂频率补偿量对所述微电网的逆变器输出电压幅值以及逆变器输出电压频率进行反馈调节。
在一个实施例中，所述孤岛侧电量参数包括孤岛侧电压幅值、孤岛侧电压频率和孤岛侧电压相角，所述电网侧电量参数包括电网侧电压幅值、电网侧电压频率和电网侧电压相角，所述根据所述孤岛侧电量参数和所述电网侧电量参数进行分析，得到所述微电网的下垂频率补偿量和下垂电压补偿量的步骤，包括：根据所述孤岛侧电压幅值、所述电网侧电压幅值和预设幅值比例积分系数进行分析，得到所述微电网的下垂电压补偿量；根据所述孤岛侧电压频率、孤岛侧电压相角、电网侧电压频率、电网侧电压相角、预设频率比例积分系数和预设相角比例积分系数进行分析，得到所述微电网的下垂频率补偿量。
在一个实施例中，所述根据所述下垂电压补偿量和所述下垂频率补偿量对所述微电网的逆变器输出电压幅值以及逆变器输出电压频率进行反馈调节的步骤，包括：获取所述微电网的逆变器输出的有功功率和无功功率；根据所述有功功率、所述下垂频率补偿量和第一预设下垂参数对所述微电网的逆变器输出电压频率进行反馈调节；根据所述无功功率、所述下垂电压补偿量和第二预设下垂参数对所述微电网的逆变器输出电压幅值进行反馈调节。
在一个实施例中，所述获取所述微电网的逆变器输出的有功功率和无功功率的步骤，包括：获取微电网的逆变器输出电压在d轴和q轴上的分量，以及逆变器输出电流在d轴和q轴上的分量；根据所述逆变器输出电压在d轴和q轴上的分量、所述逆变器输出电流在d轴和q轴上的分量以及预设传递函数进行分析，得到所述逆变器输出的有功功率和无功功率。
在一个实施例中，所述根据所述下垂电压补偿量和所述下垂频率补偿量对所述微电网的逆变器输出电压幅值以及逆变器输出电压频率进行反馈调节的步骤之后，还包括：获取逆变器输出电压经过所述微电网的滤波器进行滤波处理后的电压幅值；根据所述电压幅值进行电压外环控制得到参考电流值；根据电流内环控制对所述参考电流值进行跟踪。
一种微电网并网运行控制装置，包括：电量参数获取模块，用于获取微电网的孤岛侧电量参数和电网侧电量参数；下垂补偿分析模块，用于根据所述孤岛侧电量参数和所述电网侧电量参数进行分析，得到所述微电网的下垂频率补偿量和下垂电压补偿量；反馈调节模块，用于根据所述下垂电压补偿量和所述下垂频率补偿量对所述微电网的逆变器输出电压幅值以及逆变器输出电压频率进行反馈调节。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
上述微电网并网运行控制方法、装置、计算机设备及存储介质，在微电网与外部大电网并网时，能够获取当前微电网的孤岛侧电量参数以及电网侧电量参数，然后结合两参数进行分析，得到下垂频率补偿量和下垂电压补偿量。最终根据下垂频率补偿量，基于下垂控制原理对微电网的输出电压频率进行反馈调节；并根据下垂电压补偿量，基于下垂控制原理对微电网的输出电压幅值进行反馈调节，从而使得微电网与外部大电网的快速并网。通过该方案的反馈调节，可以有效地避免并网时电流发生畸变，同时有效降低电压波动，实现孤岛微电网的平滑并网，增强了微电网并网运行的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一实施例中微电网并网运行控制方法流程示意图；
图2为另一实施例中微电网并网运行控制方法流程示意图；
图3为一实施例中带补偿调节的下垂控制示意图；
图4为又一实施例中微电网并网运行控制方法流程示意图；
图5为再一实施例中微电网并网运行控制方法流程示意图；
图6为一实施例中微电网等效电路示意图；
图7为一实施例中功率计算示意图；
图8为又一实施例中微电网并网运行控制方法流程示意图；
图9为一实施例中电压外环控制示意图；
图10为一实施例中电流内环控制示意图；
图11为一实施例中无补偿状态下分布式电源输出电压波形示意图；
图12为一实施例中无补偿状态下公共连接点两侧电压电流波形示意图；
图13为一实施例中无补偿状态下公共连接点两侧电压幅值波形示意图；
图14为一实施例中无补偿状态下公共连接点两侧频率幅值波形示意图；
图15为一实施例中无补偿状态下公共连接点A相电压相角波形示意图；
图16为一实施例中补偿状态下分布式电源输出电压波形示意图；
图17为一实施例中补偿状态下并网瞬间分布式电源电压电流波形示意图；
图18为一实施例中补偿状态下公共连接点两侧电压幅值波形示意图；
图19为一实施例中补偿状态下公共连接点两侧频率幅值波形示意图；
图20为一实施例中补偿状态下公共连接点两侧相电压相角波形示意图；
图21为一实施例中微电网并网运行控制装置结构示意图；
图22为另一实施例中微电网并网运行控制装置结构示意图；
图23为一实施例中计算机设备内部结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
请参阅图1，一种微电网并网运行控制方法，步骤S100、步骤S200和步骤S300。
步骤S100，获取微电网的孤岛侧电量参数和电网侧电量参数。
具体地，本实施例中通过公共连接点PCC将微电网与外部电网分隔，当公共连接点PCC闭合时，微电网与外部电网闭合，此时通过外部电网实现负载供电，而当公共连接点PCC断开时，微电网与外部电网断开形成孤岛，通过微电网的分布式电源以及储能系统为外部负载供电。因此，本实施例将共连接点PCC靠近微电网的一侧为孤岛侧，而将共连接点PCC靠近外部电网的一侧作为电网侧。孤岛侧电量参数即为孤岛侧微电网中流经的电压幅值、电压频率以及电压相角等参数，而电网侧电量参数即为电网侧流经的电压幅值、电压频率以及电压相角等参数。
可以理解，孤岛侧电量参数和电网侧电量参数的获取方式并不是唯一的，在一个实施例中，微电网与外部电网的连接点处设置有同步相量测量装置PMU，该同步相量测量装置与处理器连接，只需要通过同步相量测量装置获取电网中的电气参数信息之后，发送至处理器进行进一步分析即可。
步骤S200，根据孤岛侧电量参数和电网侧电量参数进行分析，得到微电网的下垂频率补偿量和下垂电压补偿量。
具体地，孤岛侧电量参数和电网侧电量参数的类型并不是唯一的，根据所要分析计算的补偿量类型不同，所需的孤岛侧电量参数和电网侧电量参数的类型也不相同。当计算下垂电压补偿量时，需要获取的孤岛侧电量参数中的孤岛侧电压幅值和电网侧电量参数中的电网侧电压幅值，而当计算下垂频率补偿量时，则需要结合孤岛侧电量参数中的孤岛侧电压频率和孤岛侧电压相角，以及电网侧电量参数中的电网侧电压频率和电网侧电压相角进行分析，进而得到补偿控制所需的下垂频率补偿量和下垂电压补偿量。
步骤S300，根据下垂电压补偿量和下垂频率补偿量对微电网的逆变器输出电压幅值以及逆变器输出电压频率进行反馈调节。
具体地，处理器在得到频率调节所需的下水频率补偿量和幅值调节所需的下垂电压补偿量之后，将会根据下垂电压补偿量对逆变器的输出电压幅值进行反馈调节，同时根据下垂频率补偿量对逆变器的输出电压频率进行反馈调节，进而使得逆变器的输出电压有较小的波动，输出电流不会发生畸变，从而提高微电网的并网运行可靠性。
请参阅图2，在一个实施例中，孤岛侧电量参数包括孤岛侧电压幅值、孤岛侧电压频率和孤岛侧电压相角，电网侧电量参数包括电网侧电压幅值、电网侧电压频率和电网侧电压相角，步骤S200包括步骤S210和步骤S220。
步骤S210，根据孤岛侧电压幅值、电网侧电压幅值和预设幅值比例积分系数进行分析，得到微电网的下垂电压补偿量。
步骤S220，根据孤岛侧电压频率、孤岛侧电压相角、电网侧电压频率、电网侧电压相角、预设频率比例积分系数和预设相角比例积分系数进行分析，得到微电网的下垂频率补偿量。
具体地，处理器内预存有用于进行下垂频率补偿量和下垂电压补偿量分析计算的比例积分系数，并且针对电压幅值、电压频率和电压相角三者均对应设置有不同的比例积分系数，处理器在接收到同步相量测量装置采集的各个电量参数之后，分别与对应预设比例积分系数进行分析，分别得到用于电压幅值反馈调节的下垂电压补偿量以及用于电压频率反馈调节的下垂频率补偿量。
请结合参阅图3，进一步地，在一个实施例中，预设幅值比例积分系数包括预设幅值比例调节系数和预设幅值积分调节系数，根据孤岛侧电压幅值、电网侧电压幅值和预设幅值比例积分系数进行分析，得到微电网的下垂电压补偿量的步骤，包括：
其中，pi表示下垂电压补偿量，kp3表示预设幅值比例调节系数，ki3表示预设幅值积分调节系数，Visland表示孤岛侧电压幅值，Vgrid表示电网侧电压幅值，S表示拉普拉斯算子，其中Visland和Vgrid均通过同步相量测量装置采集得到。
请结合参阅图3，更进一步地，在一个实施例中，预设相角比例积分系数包括预设相角比例调节系数和预设相角积分调节系数，预设频率比例积分系数预设频率比例调节系数和预设频率积分调节系数，根据孤岛侧电压频率、孤岛侧电压相角、电网侧电压频率、电网侧电压相角、预设频率比例积分系数和预设相角比例积分系数进行分析，得到微电网的下垂频率补偿量的步骤，包括：
其中，Δi表示下垂频率补偿量，kp1表示预设相角比例调节系数，ki1表示预设相角积分调节系数，δisland表示孤岛侧电压相角，δgrid表示电网侧电压相角，kp2表示预设频率比例调节系数，ki2表示预设频率积分调节系数，fisland表示孤岛侧电压频率，fgrid表示电网侧电压频率，S表示拉普拉斯算子，其中δisland、δgrid、fisland和fgrid均通过同步相量测量装置采集得到。
请参阅图4，在一个实施例中，步骤S300包括步骤S310、步骤S320和步骤S330。
步骤S310，获取微电网的逆变器输出的有功功率和无功功率；步骤S320，根据有功功率、下垂频率补偿量和第一预设下垂参数对微电网的逆变器输出电压频率进行反馈调节；步骤S330，根据无功功率、下垂电压补偿量和第二预设下垂参数对微电网的逆变器输出电压幅值进行反馈调节。
请参阅图5，在一个实施例中，步骤S310包括步骤S311和步骤S322。
步骤S311，获取微电网的逆变器输出电压在d轴和q轴上的分量，以及逆变器输出电流在d轴和q轴上的分量；步骤S322，根据逆变器输出电压在d轴和q轴上的分量、逆变器输出电流在d轴和q轴上的分量以及预设传递函数进行分析，得到逆变器输出的有功功率和无功功率。
具体地，逆变器输出电流在d轴和q轴上的分量即为逆变器输出电流经过dq坐标变换之后在d轴上的电流分量和在q轴上的电流分量。逆变器输出电压在d轴和q轴上的分量即为逆变器输出电压经过dq坐标变换之后在d轴上的电压分量和在q轴上的电压分量。微电网系统的等效电路如图6所示，在微电网与外部电网之间的公共连接点断开时，通过微电网中的分布式能源DG1以及DG2实现为负载Load1、Load2、Load3的供电操作。分布式电源DG1以及D02中均设置有储能元件Udc、滤波电感Lf以及滤波电容Cf组成的LC滤波器，通过安装在逆变器出口的电压互感器和电流互感器，采集逆变器输出的电压经过LC滤波器滤波处理后，在d轴v0d以及在q轴上的分量v0q，同时采集逆变器输出的电流经过LC滤波器处理后，在d轴的分量i0d以及在q轴的分量i0q，最终结合传递函数进行分析，如图7所示，即可以得到逆变器输出的有功功率以及无功功率。
进一步地，在一个实施例中，有功功率和无功功率的具体计算方式为：
以及
其中p为有功功率，Q为无功功率，ωc低通滤波器的截止频率，S指的是拉普拉斯算子。
进一步地，在一个实施例中，第一预设下垂参数包括预设有功下垂系数和预设额定频率，根据有功功率、下垂频率补偿量和第一预设下垂参数对微电网的逆变器输出电压频率进行反馈调节的步骤，包括：ωref＝ωn-mp+Δi，其中，ωref表示逆变器输出电压频率，ωn表示预设额定频率，m表示预设有功下垂系数，p表示有功功率，Δi表示下垂频率补偿量。
更进一步地，在一个实施例中，第二预设下垂参数包括预设额定电压幅值和预设无功下垂系数，根据无功功率、下垂电压补偿量和第二预设下垂参数对微电网的逆变器输出电压幅值进行反馈调节的步骤，包括：Vref＝Vn-nQ+pi，其中，Vref表示逆变器输出电压幅值，Vn表示预设额定电压幅值，n表示预设无功下垂系数，Q表示无功功率，pi表示下垂电压补偿量。
请参阅图8，在一个实施例中，步骤S300之后，该方法还包括步骤S400、步骤S500和步骤S600。
步骤S400，获取逆变器输出电压经过微电网的滤波器进行滤波处理后的电压幅值；步骤S500，根据电压幅值进行电压外环控制得到参考电流值；步骤S600，根据电流内环控制对参考电流值进行跟踪。
具体地，请结合参阅图6和图9，逆变器输出的电源还会经过滤波处理，才会输送至外部负载，因此，为了保证微电网的并网运行可靠性，在本实施例中，还进一步对滤波器输出的电压、电流进行分析。通过电压外环控制使得逆变器得输出更好地跟踪逆变器的下垂控制给出的参考电压值，从而使逆变器经过LC滤波器后的输出电压与参考电压相一致。在电压外环控制中通常假定逆变器经过滤波器后的输出电压在d轴上的电压幅值与逆变器下垂控制中得到的电压幅值相等，而q轴电压的幅值为0，因此有：
其中，i* 1d表示d轴电流参考值，i* 1q表示q轴电流参考值，kpv表示电压外环PI控制的比例系数，k1v表示电压外环PI控制的积分系数，V即为图9所示v0dref的数值，v0d、v0q、i0d以及i0q与上述实施例一致，分别表示逆变器输出电压电流在d轴以及q轴上的分量，s表示拉普拉斯算子，cf则为图6所示等效电路中的滤波电容值，ω表示孤岛微电网的频率参考值，预设于处理器中，V即表示滤波器输出电压经过dq坐标变换之后，在d轴上的坐标分量，0即为滤波器输出电压经过dq坐标变换之后，在q轴上的坐标分量。
如图10所示，在得到d轴参考电流i* 1d以及q轴参考电流i* 1q之后，利用电流内环控制实现对参考电流的跟踪操作。具体方式为：
其中，v* 1d表示d轴电压跟踪值，v* 1q表示q轴电压跟踪值，kpI表示电流内环PI控制的比例系数，kII表示电流内环PI控制的积分系数，iLd和iLq分别表示图6等效电路中，逆变器的LC滤波器上的滤波电感Lf的电流在d轴和q轴上的分量，其余参数表示的含义与上述实施例中相同参数的含义一致。通过电流内环控制得到PWM脉冲宽度调制信号，并通过该信号实现逆变器的控制操作，从而实现对参考电流的跟踪。可以理解，电感Lf的电流在d轴和q轴上的分量可以通过电流互感器进行采集得到。通过电流内环控制对参考电流的跟踪，可以实现对逆变器输出电流的调节，有利于逆变器控制的稳定，改善逆变器输出的电能质量。
请结合参阅图6，Lf和Cf分别指逆变器输出端口的LC滤波器的滤波电感和滤波电容；Rline和Lline分别指的是逆变器到公共母线之间的连接线路的电阻和电感；Load1、Load2、Load3分别表示的是连接在公共母线上的各类公共负荷；PWM指脉冲宽度调制，其输入信号为上文提到的电流内环控制的输出信号。
请结合参阅图11-图15，从仿真结果可见，在并网之前的微电网内部的电压电流的波形都比较完好，而在并网之后电流会出现较大幅度的波动过程，说明在并网瞬间由于并网点两侧的电压幅值和相角不一致而在并网的一瞬间微电网中的电感电容效应引起电流的大幅度波动，此时该电流的幅值远远小于故障电流的幅值，因此不会造成并网开关的重新断开，但会导致微电网侧的电能质量下降等负面影响，并不能实现孤岛的平滑并网过程。
请参阅图16和图17，在根据上述实施例中的下垂频率补偿量和下垂电压补偿量进行反馈调节之后，从全程的仿真过程以及在并网瞬间的DG出口的电压、电流图可以得到在整个过程中电压的波形能基本上维持基本正弦波形，只是在并网后输出的电流有小幅的畸变，和没有补偿量控制的并网过程比较可以看出带补偿量控制的方法可以有效的解决孤岛并网过程的电流畸变，实现孤岛的平滑并网。
如图18所示，电压幅值的补偿可以使幅值始终追踪着电网侧的电压幅值，但是在1.5秒出现负荷的大范围波动时会有一个较大幅度的电压波动，不过能很快的将电压幅值追踪到给定值附件。与没有补偿量调节的并网方式相比较，有补偿量控制时的电压波动范围更小，同时在较大的负荷波动时电压的变化值更小。
如图19所示，可以看出电压在稳态之后能够使电压的误差稳定在0.1Hz以内，同时与没有补偿调节的下垂控制的电压频率相比较，有补偿量调节时频率的波动范围更小，更有利于并网过程。
如图20所示，加入了相角调节的环节后可以通过调节使稳态时的并网点处的电网侧与孤岛侧的电压相角可以达到几乎一致，但是从图中也可以看到调节的周期较长，而且最后达到稳态之后相角的波动较明显。相角已经能很好地满足了并网的条件。
应该理解的是，虽然上述实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各个流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
上述微电网并网运行控制方法，在微电网与外部大电网并网时，能够获取当前微电网的孤岛侧电量参数以及电网侧电量参数，然后结合两参数进行分析，得到下垂频率补偿量和下垂电压补偿量。最终根据下垂频率补偿量，基于下垂控制原理对微电网的输出电压频率进行反馈调节；并根据下垂电压补偿量，基于下垂控制原理对微电网的输出电压幅值进行反馈调节，从而使得微电网与外部大电网的快速并网。通过该方案的反馈调节，可以有效地避免并网时电流发生畸变，同时有效降低电压波动，实现孤岛微电网的平滑并网，增强了微电网并网运行的可靠性。
在一个实施例中，如图21所示，提供了一种微电网并网运行控制装置，包括：电量参数获取模块100、下垂补偿分析模块200和反馈调节模块300。
电量参数获取模块100用于获取微电网的孤岛侧电量参数和电网侧电量参数；下垂补偿分析模块200用于根据孤岛侧电量参数和电网侧电量参数进行分析，得到微电网的下垂频率补偿量和下垂电压补偿量；反馈调节模块300用于根据下垂电压补偿量和下垂频率补偿量对微电网的逆变器输出电压幅值以及逆变器输出电压频率进行反馈调节。
在一个实施例中，下垂补偿分析模块200还用于根据孤岛侧电压幅值、电网侧电压幅值和预设幅值比例积分系数进行分析，得到微电网的下垂电压补偿量；根据孤岛侧电压频率、孤岛侧电压相角、电网侧电压频率、电网侧电压相角、预设频率比例积分系数和预设相角比例积分系数进行分析，得到微电网的下垂频率补偿量。
在一个实施例中，反馈调节模块300还用于获取微电网的逆变器输出的有功功率和无功功率；根据有功功率、下垂频率补偿量和第一预设下垂参数对微电网的逆变器输出电压频率进行反馈调节；根据无功功率、下垂电压补偿量和第二预设下垂参数对微电网的逆变器输出电压幅值进行反馈调节
在一个实施例中，反馈调节模块300还用于获取微电网的逆变器输出电压在d轴和q轴上的分量，以及逆变器输出电流在d轴和q轴上的分量；根据逆变器输出电压在d轴和q轴上的分量、逆变器输出电流在d轴和q轴上的分量以及预设传递函数进行分析，得到逆变器输出的有功功率和无功功率。
请参阅图22，在一个实施例中，反馈调节模块300之后该装置还包括输出电压获取模块400、电压外环控制模块500和电流内环控制模块600。输出电压获取模块400用于获取逆变器输出电压经过微电网的滤波器进行滤波处理后的电压幅值；电压外环控制模块500用于根据电压幅值进行电压外环控制得到参考电流值；电流内环控制模块用于根据电流内环控制对参考电流值进行跟踪。
关于微电网并网运行控制装置的具体限定可以参见上文中对于微电网并网运行控制方法的限定，在此不再赘述。上述微电网并网运行控制
装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
上述微电网并网运行控制装置，在微电网与外部大电网并网时，能够获取当前微电网的孤岛侧电量参数以及电网侧电量参数，然后结合两参数进行分析，得到下垂频率补偿量和下垂电压补偿量。最终根据下垂频率补偿量，基于下垂控制原理对微电网的输出电压频率进行反馈调节；并根据下垂电压补偿量，基于下垂控制原理对微电网的输出电压幅值进行反馈调节，从而使得微电网与外部大电网的快速并网。通过该方案的反馈调节，可以有效地避免并网时电流发生畸变，同时有效降低电压波动，实现孤岛微电网的平滑并网，增强了微电网并网运行的可靠性。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图23所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储各个参量下垂控制的比例积分系数。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种微电网并网运行控制方法。
本领域技术人员可以理解，图23中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取微电网的孤岛侧电量参数和电网侧电量参数；根据孤岛侧电量参数和电网侧电量参数进行分析，得到微电网的下垂频率补偿量和下垂电压补偿量；根据下垂电压补偿量和下垂频率补偿量对微电网的逆变器输出电压幅值以及逆变器输出电压频率进行反馈调节。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据孤岛侧电压幅值、电网侧电压幅值和预设幅值比例积分系数进行分析，得到微电网的下垂电压补偿量；根据孤岛侧电压频率、孤岛侧电压相角、电网侧电压频率、电网侧电压相角、预设频率比例积分系数和预设相角比例积分系数进行分析，得到微电网的下垂频率补偿量。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
其中，pi表示下垂电压补偿量，kp3表示预设幅值比例调节系数，ki3表示预设幅值积分调节系数，Visland表示孤岛侧电压幅值，Vgrid表示电网侧电压幅值，S表示拉普拉斯算子，其中Visland和Vgrid均通过同步相量测量装置采集得到。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
其中，Δi表示下垂频率补偿量，kp1表示预设相角比例调节系数，ki1表示预设相角积分调节系数，δisland表示孤岛侧电压相角，δgrid表示电网侧电压相角，kp2表示预设频率比例调节系数，ki2表示预设频率积分调节系数，fisland表示孤岛侧电压频率，fgrid表示电网侧电压频率，S表示拉普拉斯算子，其中δisland、δgrid、fisland和fgrid均通过同步相量测量装置采集得到。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取微电网的逆变器输出的有功功率和无功功率；根据有功功率、下垂频率补偿量和第一预设下垂参数对微电网的逆变器输出电压频率进行反馈调节；根据无功功率、下垂电压补偿量和第二预设下垂参数对微电网的逆变器输出电压幅值进行反馈调节。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取微电网的逆变器输出电压在d轴和q轴上的分量，以及逆变器输出电流在d轴和q轴上的分量；根据逆变器输出电压在d轴和q轴上的分量、逆变器输出电流在d轴和q轴上的分量以及预设传递函数进行分析，得到逆变器输出的有功功率和无功功率。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取逆变器输出电压经过微电网的滤波器进行滤波处理后的电压幅值；根据电压幅值进行电压外环控制得到参考电流值；步骤S600，根据电流内环控制对参考电流值进行跟踪。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取微电网的孤岛侧电量参数和电网侧电量参数；根据孤岛侧电量参数和电网侧电量参数进行分析，得到微电网的下垂频率补偿量和下垂电压补偿量；根据下垂电压补偿量和下垂频率补偿量对微电网的逆变器输出电压幅值以及逆变器输出电压频率进行反馈调节。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据孤岛侧电压幅值、电网侧电压幅值和预设幅值比例积分系数进行分析，得到微电网的下垂电压补偿量；根据孤岛侧电压频率、孤岛侧电压相角、电网侧电压频率、电网侧电压相角、预设频率比例积分系数和预设相角比例积分系数进行分析，得到微电网的下垂频率补偿量。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
其中，pi表示下垂电压补偿量，kp3表示预设幅值比例调节系数，ki3表示预设幅值积分调节系数，Visland表示孤岛侧电压幅值，Vgrid表示电网侧电压幅值，S表示拉普拉斯算子，其中Visland和Vgrid均通过同步相量测量装置采集得到。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
其中，Δi表示下垂频率补偿量，kp1表示预设相角比例调节系数，ki1表示预设相角积分调节系数，δisland表示孤岛侧电压相角，δgrid表示电网侧电压相角，kp2表示预设频率比例调节系数，ki2表示预设频率积分调节系数，fisland表示孤岛侧电压频率，fgrid表示电网侧电压频率，S表示拉普拉斯算子，其中δisland、δgrid、fisland和fgrid均通过同步相量测量装置采集得到。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取微电网的逆变器输出的有功功率和无功功率；根据有功功率、下垂频率补偿量和第一预设下垂参数对微电网的逆变器输出电压频率进行反馈调节；根据无功功率、下垂电压补偿量和第二预设下垂参数对微电网的逆变器输出电压幅值进行反馈调节。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取微电网的逆变器输出电压在d轴和q轴上的分量，以及逆变器输出电流在d轴和q轴上的分量；根据逆变器输出电压在d轴和q轴上的分量、逆变器输出电流在d轴和q轴上的分量以及预设传递函数进行分析，得到逆变器输出的有功功率和无功功率。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取逆变器输出电压经过微电网的滤波器进行滤波处理后的电压幅值；根据电压幅值进行电压外环控制得到参考电流值；步骤S600，根据电流内环控制对参考电流值进行跟踪。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器CRAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
上述计算机设备及存储介质，在微电网与外部大电网并网时，能够获取当前微电网的孤岛侧电量参数以及电网侧电量参数，然后结合两参数进行分析，得到下垂频率补偿量和下垂电压补偿量。最终根据下垂频率补偿量，基于下垂控制原理对微电网的输出电压频率进行反馈调节；并根据下垂电压补偿量，基于下垂控制原理对微电网的输出电压幅值进行反馈调节，从而使得微电网与外部大电网的快速并网。通过该方案的反馈调节，可以有效地避免并网时电流发生畸变，同时有效降低电压波动，实现孤岛微电网的平滑并网，增强了微电网并网运行的可靠性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种微电网并网运行控制方法，其特征在于，包括：
获取微电网的孤岛侧电量参数和电网侧电量参数；
根据所述孤岛侧电量参数和所述电网侧电量参数进行分析，得到所述微电网的下垂频率补偿量和下垂电压补偿量；
根据所述下垂电压补偿量和所述下垂频率补偿量对所述微电网的逆变器输出电压幅值以及逆变器输出电压频率进行反馈调节。
2.根据权利要求1所述的微电网并网运行控制方法，其特征在于，所述孤岛侧电量参数包括孤岛侧电压幅值、孤岛侧电压频率和孤岛侧电压相角，所述电网侧电量参数包括电网侧电压幅值、电网侧电压频率和电网侧电压相角，所述根据所述孤岛侧电量参数和所述电网侧电量参数进行分析，得到所述微电网的下垂频率补偿量和下垂电压补偿量的步骤，包括：
根据所述孤岛侧电压幅值、所述电网侧电压幅值和预设幅值比例积分系数进行分析，得到所述微电网的下垂电压补偿量；
根据所述孤岛侧电压频率、孤岛侧电压相角、电网侧电压频率、电网侧电压相角、预设频率比例积分系数和预设相角比例积分系数进行分析，得到所述微电网的下垂频率补偿量。
3.根据权利要求2所述的微电网并网运行控制方法，其特征在于，所述预设幅值比例积分系数包括预设幅值比例调节系数和预设幅值积分调节系数，所述根据所述孤岛侧电压幅值、所述电网侧电压幅值和预设幅值比例积分系数进行分析，得到所述微电网的下垂电压补偿量的步骤，包括：
其中，pi表示下垂电压补偿量，kp3表示预设幅值比例调节系数，ki3表示预设幅值积分调节系数，Visland表示孤岛侧电压幅值，Vgrid表示电网侧电压幅值，S表示拉普拉斯算子；
和/或，所述预设相角比例积分系数包括预设相角比例调节系数和预设相角积分调节系数，所述预设频率比例积分系数预设频率比例调节系数和预设频率积分调节系数，所述根据所述孤岛侧电压频率、孤岛侧电压相角、电网侧电压频率、电网侧电压相角、预设频率比例积分系数和预设相角比例积分系数进行分析，得到所述微电网的下垂频率补偿量的步骤，包括：
其中，Δi表示下垂频率补偿量，kp1表示预设相角比例调节系数，ki1表示预设相角积分调节系数，δisland表示孤岛侧电压相角，δgrid表示电网侧电压相角，kp2表示预设频率比例调节系数，ki2表示预设频率积分调节系数，fisland表示孤岛侧电压频率，fgrid表示电网侧电压频率，S表示拉普拉斯算子。
4.根据权利要求1所述的微电网并网运行控制方法，其特征在于，所述根据所述下垂电压补偿量和所述下垂频率补偿量对所述微电网的逆变器输出电压幅值以及逆变器输出电压频率进行反馈调节的步骤，包括：
获取所述微电网的逆变器输出的有功功率和无功功率；
根据所述有功功率、所述下垂频率补偿量和第一预设下垂参数对所述微电网的逆变器输出电压频率进行反馈调节；
根据所述无功功率、所述下垂电压补偿量和第二预设下垂参数对所述微电网的逆变器输出电压幅值进行反馈调节。
5.根据权利要求4所述的微电网并网运行控制方法，其特征在于，所述获取所述微电网的逆变器输出的有功功率和无功功率的步骤，包括：
获取微电网的逆变器输出电压在d轴和q轴上的分量，以及逆变器输出电流在d轴和q轴上的分量；
根据所述逆变器输出电压在d轴和q轴上的分量、所述逆变器输出电流在d轴和q轴上的分量以及预设传递函数进行分析，得到所述逆变器输出的有功功率和无功功率。
6.根据权利要求4所述的微电网并网运行控制方法，其特征在于，所述第一预设下垂参数包括预设有功下垂系数和预设额定频率，所述根据所述有功功率、所述下垂频率补偿量和第一预设下垂参数对所述微电网的逆变器输出电压频率进行反馈调节的步骤，包括：
ωref＝ωn-mp+Δi
其中，ωref表示逆变器输出电压频率，ωn表示预设额定频率，m表示预设有功下垂系数，p表示有功功率，Δi表示下垂频率补偿量；
和/或，所述第二预设下垂参数包括预设额定电压幅值和预设无功下垂系数，所述根据所述无功功率、所述下垂电压补偿量和第二预设下垂参数对所述微电网的逆变器输出电压幅值进行反馈调节的步骤，包括：
Vref＝Vn-nQ+pi
其中，Vref表示逆变器输出电压幅值，Vn表示预设额定电压幅值，n表示预设无功下垂系数，Q表示无功功率，pi表示下垂电压补偿量。
7.根据权利要求1所述的微电网并网运行控制方法，其特征在于，所述根据所述下垂电压补偿量和所述下垂频率补偿量对所述微电网的逆变器输出电压幅值以及逆变器输出电压频率进行反馈调节的步骤之后，还包括：
获取逆变器输出电压经过所述微电网的滤波器进行滤波处理后的电压幅值；
根据所述电压幅值进行电压外环控制得到参考电流值；
根据电流内环控制对所述参考电流值进行跟踪。
8.一种微电网并网运行控制装置，其特征在于，包括：
电量参数获取模块，用于获取微电网的孤岛侧电量参数和电网侧电量参数；
下垂补偿分析模块，用于根据所述孤岛侧电量参数和所述电网侧电量参数进行分析，得到所述微电网的下垂频率补偿量和下垂电压补偿量；
反馈调节模块，用于根据所述下垂电压补偿量和所述下垂频率补偿量对所述微电网的逆变器输出电压幅值以及逆变器输出电压频率进行反馈调节。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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