CN205945057U - 一种含分布式电源的微电网系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种含分布式电源的微电网系统，包括改进的PQ控制模块和Droop控制模；所述改进的PQ控制模块是由输入输出模块、锁相环模块、dq变换模块、电流内环控制模块以及功率外环控制模块构成；所述Droop控制模块是由dq变换模块、功率计算模块、功率控制模块、电压电流双环控制模块构成；本实用新型通过研究分析，提出了基于PQ控制的含分布式电源微电网控制方法，并进行了仿真分析，在PQ控制模块中建立的锁相环模块具有良好的反馈和同步性能，内环使用了PI控制环节，大大的改善了电流环和功率换的控制性能；Droop控制模型，满足P‑V、Q‑f控制特性，参有效的参与微电网的孤岛运行调节，能够满足微电网的控制要求。
Description
技术领域
本发明涉及微电网技术领域，具体是涉及一种含分布式电源的微电网系统
背景技术
随着电网规模的不断扩大与电压等级的不断提升，能源的过量使用开采以及环境问题的频发，远距离大规模发输变配电的电力系统运行弊端性以及电网稳定性问题越来越倍受关注，传统电力建设维护成本要求高，运行难度大，并且很难满足用户对用电多样化的供电需求及可靠性与安全性的要求。基于此，分布式电源发电技术应运而生，分布式电源优势很多，适应了能源分布与分散电力的需求，它污染小、可靠性高、能源利用率高并且比较灵活，可以大大地改善大电网的供电稳定性。
尽管分布式电源的优点突出，但其缺点也是显而易见的，首先分布式电源具有随机波动的特点，并且分布式电源的单机接入成本高、控制困难，分布式电源的接入电网会引起电压和频率的波动，导致大电网的供电质量下降；其次由于分布式电源的不可控性和随机性，一旦电网发生故障，分布式电源必须要立刻与大电网断开，并且分布式电源接入与退出引起的分布式电源的输出功率短时巨变都会带来电压的闪变问题等等。分布式电源不能得到充分的利用，新能源的发展受阻，基于此，微电网(Microgrid)可以形成一个将小的功率发电单元与储能装置以及负荷等连接起来的控制系统。
实践研究证明，将分布式发电系统以微网的形式并网运行，可以使微电网与大电网相互支撑互为备用，能增加供电系统的供电可靠性、灵活性、经济性、能满足当今社会的供电需求。
分布式电源与微电网技术在当前社会具有很重要的意义。研究含分布式电源的微电网功率控制作为研究微电网控制技术研究的重要一环对微电网的发展具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是提供一种含分布式电源的微电网系统，大大的改善了电流环和功率换的控制性能，有效的参与微电网的孤岛运行调节，能够满足微电网的控制要求。
本实用新型的技术方案是：一种含分布式电源的微电网系统，包括改进的PQ控制模块和Droop控制模；所述改进的PQ控制模块是由输入输出模块、锁相环模块、dq变换模块、电流内环控制模块以及功率外环控制模块构成；所述Droop控制模块是由dq变换模块、功率计算模块、功率控制模块、电压电流双环控制模块构成。所述dq变换模块是利用坐标变换，将三相对称静止坐标系(a，b，c)转换成两相同步旋转坐标系(d，q)；所述功率计算模块其功能是实现有功功率和无功功率的解耦，将功率控制问题转化为电压或者电流的控制问题，功率计算环节利用测量模块采集的负荷点电压和电流，计算出微电源输出的瞬时有功、无功功率。
进一步地，所述改进的PQ控制模块和Droop控制模是分别作用的，开关闭合时并网，此时完成PQ控制，断开时是离网，此时属于Droop控制，即当并网运行时，微电网内的各个微电源只需控制功率的输出以保证微电网内部功率的平衡，由于微电网的总体容量相对于主电网来说较小，因此电压水平和额定频率都由主电网来支持和和调节，Droop控制模块针对离网时应用，当孤岛运行时，微电网和主电网连接断开，此时微电网内部要保特电压和频率的额定值，就需要某个或几个分布式电源担当主电网的角色来调节额定电压和频率。
进一步地，所述PQ控制模块是由DQ&PLL&Measure模块和Power loop模块封装而成，DQ&PLL&Measure本模块的输出是Power loop的输入。Power loop的输出信号经过z变换后，再通过Discrete 3-phase PWMGenerator得到一个逆变的反馈信号给输入，进而达到控制的目的。
进一步地，所述DQ&PLL&Measure模块是由输入信号模块(Inputs)、PLL&DQTransform模块、输出信号模块(Outputs)组成，Inputs的输出信号为PLL&DQTransform模块的输入，Outputs模块为输出信号，它即是DQ&PLL&Measure的输出信号。其它都是matlab中自带的。
本实用新型的有益效果是，本实用新型建立了PQ控制、Droop控制两种控制方式，其中在PQ控制模块中建立的锁相环模块具有良好的反馈和同步性能，内环使用了PI控制环节，大大的改善了电流环和功率换的控制性能；Droop控制模型，满足P-V、Q-f控制特性，参有效的参与微电网的孤岛运行调节，能够满足微电网的控制要求。
附图说明
图1是开关控制离网和并网的示意图；
图2是PQ控制模块；
图3是DQ&PLL&Measure模块和Power loop模块；
图4是DQ&PLL&Measure内部连接关系；
图5是Droop控制总图；
图6是功率控制模块内部连接图。
其中，K为开关、Vabc为输入电压、Iabc为输入电流、Qref②为无功功率参考值、Pref①为有功功率参考值、Freq②为输出频率标幺值、Ppu④为有功功率标幺值、Qpu⑤为分无功功率标幺值、Inputs为输入信号模块、PLL&DQTransform模块、Outputs为输出信号模块。
具体实施方式
一种含分布式电源的微电网系统，包括改进的PQ控制模块和Droop控制模；如图2所示，所述改进的PQ控制模块是由输入输出模块、锁相环模块、dq变换模块、电流内环控制模块以及功率外环控制模块构成；如图5所示，所述Droop控制模块是由dq变换模块、功率计算模块、功率控制模块、电压电流双环控制模块构成。所述dq变换模块是利用坐标变换，将三相对称静止坐标系(a，b，c)转换成两相同步旋转坐标系(d，q)；所述功率计算模块其功能是实现有功功率和无功功率的解耦，将功率控制问题转化为电压或者电流的控制问题，功率计算环节利用测量模块采集的负荷点电压和电流，计算出微电源输出的瞬时有功、无功功率。所述功率控制模块的内部连接图如图6所示。
所述改进的PQ控制模块和Droop控制模是分别作用的，如图1所示，开关闭合时并网，此时完成PQ控制，断开时是离网，此时属于Droop控制，即当并网运行时，微电网内的各个微电源只需控制功率的输出以保证微电网内部功率的平衡，由于微电网的总体容量相对于主电网来说较小，因此电压水平和额定频率都由主电网来支持和和调节，Droop控制模块针对离网时应用，当孤岛运行时，微电网和主电网连接断开，此时微电网内部要保特电压和频率的额定值，就需要某个或几个分布式电源担当主电网的角色来调节额定电压和频率。
所述PQ控制模块是由DQ&PLL&Measure模块和Power loop模块封装而成，如图3所示，DQ&PLL&Measure模块的输出是Power loop模块的输入。Power loop模块的输出信号经过z变换后，再通过Discrete 3-phase PWMGenerator得到一个逆变的反馈信号给输入，进而达到控制的目的。
如图4所示，所述DQ&PLL&Measure模块是由输入模块(Inputs)、PLL&DQTransform模块、输出信号模块(Outputs)组成，Inputs的输出信号为PLL&DQTransform模块的输入，Outputs模块为输出信号，它即是DQ&PLL&Measure的输出信号。其它都是matlab中自带的。
Claims (1)
1.一种含分布式电源的微电网系统，其特征在于，包括改进的PQ控制模块和Droop控制模；所述改进的PQ控制模块是由输入输出模块、锁相环模块、dq变换模块、电流内环控制模块以及功率外环控制模块构成；所述Droop控制模块是由dq变换模块、功率计算模块、功率控制模块、电压电流双环控制模块构成；所述改进的PQ控制模块和Droop控制模之间是通过开关控制离网和并网进行分别作用的，开关闭合时并网，此时完成PQ控制，断开时是离网，此时属于Droop控制；所述PQ控制模块是由DQ&PLL&Measure模块和Power loop模块封装而成，DQ&PLL&Measure模块的输出是Power loop模块的输入；所述DQ&PLL&Measure模块是由输入模块、PLL&DQTransform模块、输出信号模块组成，Inputs的输出信号为PLL&DQTransform模块的输入，Outputs模块为输出信号，它即是DQ&PLL&Measure的输出信号；dq变换模块、功率计算模块、功率控制模块、电压电流双环控制模块封装组成所述Droop控制模块。
Priority Applications (1)
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| CN201620810863.XU CN205945057U (zh) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | 一种含分布式电源的微电网系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201620810863.XU CN205945057U (zh) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | 一种含分布式电源的微电网系统 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN205945057U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10644506B2 (en) * | 2016-09-27 | 2020-05-05 | Southeast University | General distributed control method for multi-microgrids with PQ control and droop control |
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2016
- 2016-07-28 CN CN201620810863.XU patent/CN205945057U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10644506B2 (en) * | 2016-09-27 | 2020-05-05 | Southeast University | General distributed control method for multi-microgrids with PQ control and droop control |
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Granted publication date: 20170208 Termination date: 20170728 |