CN105048471A - 一种微电网***中风电变流器网侧svg方式运行控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微电网***中风电变流器网侧SVG方式运行控制方法，包括：微电网***以并网模式运行与大电网连接时，风电变流器采用常规控制模式，当微电网以孤岛模式运行时，风电变流器网侧变流器采用SVG模式运行，同时对风电变流器直流母线电压值和交流侧电网电压值进行控制，获取有功电流电流环的指令值和无功电流环指令值；根据经坐标变换获得的有功电流环和无功电流环的反馈值，得到输出电压参考指令，最终得到输出电压控制网侧变流器的工作。本发明有益效果：通过对***中的风电变流器网侧控制方案的改进，将网侧变流器运行于SVG模式，使得风电变流器在完成并网发电的同时也为电网提供无功电流，改善微电网供电电压的稳定性。

Description

一种微电网***中风电变流器网侧SVG方式运行控制方法

技术领域

本发明属于微型电网***领域，具体涉及一种微电网***中风电变流器网侧SVG方式运行控制方法。

背景技术

微电网一般由风力发电机组、光伏发电、储能***和柴油发电机组等组成。微电网有两种运行模式：并网模式和孤岛模式。当微电网***以并网模式运行与大电网连接时，风电变流器采用常规控制模式，完成风电机组的并网发电功能；当微电网运行于孤岛模式时，***各个单元都需要输出电能以满足微电网中用电负荷的要求，微电网中的供电负荷的不确定性使得负荷变化范围大且变化速度快，导致微电网供电电压波动，降低了微电网的供电质量和微电网***的稳定性。

以往的控制思路为，在***中增加动态无功补偿装置，通过动态无功补偿装置来调节微电网***的无功电流，抑制电网电压的波动，提高供电电压的质量和增加***的稳定性，此种方案的缺点是需要增加新的装置，带来额外的成本。

而针对此问题，在不额外增加装置的情况下，利用微电网中已有的风电变流器的控制方式的改变，当微电网运行在孤岛模式时，风电变流器网侧以SVG方式运行，即可完成电网电压的波动抑制并提高微电网稳定性。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种微电网***中风电变流器网侧SVG方式运行控制方法，该方法能够实现微电网孤岛模式运行时，电网电压波动的抑制和***稳定性的提高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种微电网***中风电变流器网侧SVG方式运行控制方法，包括：

微电网***以并网模式运行与大电网连接时，风电变流器采用常规控制模式，完成风电机组的并网发电功能；

当微电网以孤岛模式运行时，风电变流器网侧变流器采用SVG模式运行，同时对风电变流器直流母线电压值和交流侧电网电压值进行控制，获取有功电流电流环的指令值和无功电流环指令值；根据经坐标变换获得的有功电流环和无功电流环的反馈值，得到输出电压参考指令，最终得到输出电压控制网侧变流器的工作。

当微电网以孤岛模式运行时，风电变流器网侧变流器采用SVG模式运行的具体控制方法包括以下步骤：

(1)当检测到微电网***在孤岛模式运行时，风电变流器网侧变流器切换到采用SVG控制模式；

(2)网侧变流器首先检测直流母线电压值Udc和交流侧电网电压值Uabc；

(3)将检测到直流母线电压值Udc与直流母线电压指令值Udc_ref进行闭环运算，获取有功电流电流环的指令值id_ref；

将检测到交流电网电压值Uabc与交流电网指令值Uabc_ref进行闭环运算，获取无功电流环指令值iq_ref；

(4)将实际检测的电网三相电流，经过坐标变化后得到d轴和q轴电流分量id和iq，所述电流分量id和iq分别与d轴有功电流环id_ref和q轴无功电流环iq_ref完成闭环运算后输出结果电压参考指令Ud和Uq；

(5)电压参考指令Ud和Uq经过ipark变换得到Uα和Uβ，将Uα和Uβ送入SVPWM运算模块进行计算，输出结果控制网侧变流器工作。

当微电网以孤岛模式运行时，风电变流器网侧变流器的工作过程具体为：

1)运行模式检测：当变流器检测到微电网为孤岛运行模式时，置孤岛运行状态标识位；

2)运行状态设置：孤岛运行状态确认后，设定变流器为SVG方式运行；

3)变流器采样获取直流母线电压值、交流电网电压值和电网电流值；

4)电网电流值进行clarke变换和park变换，获取dq坐标系下电流值；

5)直流母线电压环和交流电压环计算，获取d轴和q轴电流环指令值；

6)d轴电流环和q轴电流环计算，获取d轴和q轴的电压参考值Ud和Uq；

7)将获取的电压参考值Ud和Uq经过ipark变换计算获取Uα和Uβ；

8)将Uα和Uβ送入SVPWM计算模块，完成控制。

所述步骤5)中，获取d轴电流环指令值的方法为：

将采样得到直流母线电压值与直流母线电压值相减，经过PI调节器后获取d轴电流环指令值。

所述步骤5)中，获取q轴电流环指令值的方法为：

将采样的到的交流电压值与交流电压指令值相减；经过PI调节器后获取q轴电流环指令值。

所述步骤6)中，获取d轴电压参考值Ud的方法为：

将通过变换获取的d轴电流值与d轴电流指令值相减，经过PI调节器后获取d轴电压参考值Ud。

所述步骤6)中，获取q轴电压参考值Uq的方法为：

将通过变换获取的q轴电流值与q轴电流指令值相减，经过PI调节器后获取q轴电压参考值Uq。

本发明的有益效果是：

本发明不需要改动硬件，易于实现，简单有效。通过对***中的风电变流器网侧控制方案的改进，将网侧变流器运行于SVG模式，使得风电变流器在完成并网发电的同时也为电网提供无功电流，改善微电网供电电压的稳定性。

当微电网以孤岛模式运行时，风电变流器网侧变流器采用SVG模式运行，同时完成风电变流器直流母线稳压控制和交流电网电压控制，通过此方法可以有效的抑制电网电压的波动，增加了微电网***供电的稳定性。

附图说明

图1是本发明风电变流器网侧以SVG方式运行的控制策略原理框图；

图2是本发明风电变流器网侧以SVG方式运行的控制策略方法流程图；

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

一种微电网***中风电变流器网侧SVG方式运行控制方法，包括：

微电网***以并网模式运行与大电网连接时，风电变流器采用常规控制模式，完成风电机组的并网发电功能；

当微电网以孤岛模式运行时，风电变流器网侧变流器采用SVG模式运行，同时对风电变流器直流母线电压值和交流侧电网电压值进行控制，获取有功电流电流环的指令值和无功电流环指令值；根据经坐标变换获得的有功电流环和无功电流环的反馈值，得到输出电压参考指令，最终得到输出电压控制网侧变流器的工作。

图1所示为风电变流器网侧以SVG方式运行时的控制原理框图，

当检测到微电网***在孤岛模式运行时，风电变流器网侧变流器切换到采用SVG控制模式；

网侧变流器首先检测直流母线电压值Udc和交流侧电网电压值Uabc；

将检测到直流母线电压值Udc与直流母线电压指令值Udc_ref进行闭环运算，获取有功电流电流环的指令值id_ref；

将检测到交流电网电压值Uabc与交流电网指令值Uabc_ref进行闭环运算，获取无功电流环指令值iq_ref；

将实际检测的电网三相电流，经过坐标变化后得到d轴和q轴电流分量id和iq，所述电流分量id和iq分别与d轴有功电流环id_ref和q轴无功电流环iq_ref完成闭环运算后输出结果电压参考指令Ud和Uq；

电压参考指令Ud和Uq经过ipark变换得到Uα和Uβ，将Uα和Uβ送入SVPWM运算模块进行计算，输出结果控制网侧变流器工作。

图2所示为风电变流器网侧以SVG方式运行的控制策略方法流程图，变流器工作过程为：

1)运行模式检测：当变流器检测到微电网为孤岛运行模式时，置孤岛运行状态标识位；

2)运行状态设置：孤岛运行状态确认后，设定变流器为SVG方式运行；

3)变流器采样获取直流母线电压值、交流电网电压值、电网电流值；

4)电网电流值进行clarke变换和park变换，获取dq坐标系下电流值；

5)直流母线电压环计算：将采样得到直流母线电压值与直流母线电压值相减，经过PI调节器后获取d轴电流环指令值；

6)交流电压环计算：将采样的到的交流电压值与交流电压指令值相减；经过PI调节器后获取q轴电流环指令值；

7)d轴电流环计算：将通过变换获取的d轴电流值与d轴电流指令值相减，经过PI调节器后获取d轴电压参考值Ud；

8)q轴电流环计算：将通过变换获取的q轴电流值与q轴电流指令值相减，经过PI调节器后获取q轴电压参考值Uq；

9)将获取的Ud和Uq经过ipark变换计算获取Uα和Uβ；

10)将Uα和Uβ送入SVPWM计算模块，完成控制。

当微电网***运行于孤岛模式时，风电变流器网侧以SVG方式运行时，可以控制微电网中的无功电流，当电网电压出现波动时，通过控制无功电流来抑制电网电压的波动，这种控制方案，在不增加微电网***中设备的前提下，通过改变控制策略，可提高微电网供电电压的供电质量和微电网***的稳定性，方案具有简单且经济易行的特点。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种微电网***中风电变流器网侧SVG方式运行控制方法，其特征是，包括：

微电网***以并网模式运行与大电网连接时，风电变流器采用常规控制模式，完成风电机组的并网发电功能；

当微电网以孤岛模式运行时，风电变流器网侧变流器采用SVG模式运行，同时对风电变流器直流母线电压值和交流侧电网电压值进行控制，获取有功电流电流环的指令值和无功电流环指令值；根据经坐标变换获得的有功电流环和无功电流环的反馈值，得到输出电压参考指令，最终得到输出电压控制网侧变流器的工作。

2.如权利要求1所述的一种微电网***中风电变流器网侧SVG方式运行控制方法，其特征是，当微电网以孤岛模式运行时，风电变流器网侧变流器采用SVG模式运行的具体控制方法包括以下步骤：

(1)当检测到微电网***在孤岛模式运行时，风电变流器网侧变流器切换到采用SVG控制模式；

(2)网侧变流器首先检测直流母线电压值Udc和交流侧电网电压值Uabc；

(3)将检测到直流母线电压值Udc与直流母线电压指令值Udc_ref进行闭环运算，获取有功电流电流环的指令值id_ref；

将检测到交流电网电压值Uabc与交流电网指令值Uabc_ref进行闭环运算，获取无功电流环指令值iq_ref；

(4)将实际检测的电网三相电流，经过坐标变化后得到d轴和q轴电流分量id和iq，所述电流分量id和iq分别与d轴有功电流环id_ref和q轴无功电流环iq_ref完成闭环运算后输出结果电压参考指令Ud和Uq；

(5)电压参考指令Ud和Uq经过ipark变换得到Uα和Uβ，将Uα和Uβ送入SVPWM运算模块进行计算，输出结果控制网侧变流器工作。

3.如权利要求1所述的一种微电网***中风电变流器网侧SVG方式运行控制方法，其特征是，当微电网以孤岛模式运行时，风电变流器网侧变流器的工作过程具体为：

1)运行模式检测：当变流器检测到微电网为孤岛运行模式时，置孤岛运行状态标识位；

2)运行状态设置：孤岛运行状态确认后，设定变流器为SVG方式运行；

3)变流器采样获取直流母线电压值、交流电网电压值和电网电流值；

4)电网电流值进行clarke变换和park变换，获取dq坐标系下电流值；

5)直流母线电压环和交流电压环计算，获取d轴和q轴电流环指令值；

6)d轴电流环和q轴电流环计算，获取d轴和q轴的电压参考值Ud和Uq；

7)将获取的电压参考值Ud和Uq经过ipark变换计算获取Uα和Uβ；

8)将Uα和Uβ送入SVPWM计算模块，完成控制。

4.如权利要求3所述的一种微电网***中风电变流器网侧SVG方式运行控制方法，其特征是，所述步骤5)中，获取d轴电流环指令值的方法为：

将采样得到直流母线电压值与直流母线电压值相减，经过PI调节器后获取d轴电流环指令值。

5.如权利要求3所述的一种微电网***中风电变流器网侧SVG方式运行控制方法，其特征是，所述步骤5)中，获取q轴电流环指令值的方法为：

将采样的到的交流电压值与交流电压指令值相减；经过PI调节器后获取q轴电流环指令值。

6.如权利要求3所述的一种微电网***中风电变流器网侧SVG方式运行控制方法，其特征是，所述步骤6)中，获取d轴电压参考值Ud的方法为：

将通过变换获取的d轴电流值与d轴电流指令值相减，经过PI调节器后获取d轴电压参考值Ud。

7.如权利要求3所述的一种微电网***中风电变流器网侧SVG方式运行控制方法，其特征是，所述步骤6)中，获取q轴电压参考值Uq的方法为：

将通过变换获取的q轴电流值与q轴电流指令值相减，经过PI调节器后获取q轴电压参考值Uq。