CN106786485B - 用于不平衡负载下直流微电网的电压脉动抑制方法 - Google Patents

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CN106786485B CN201710120041.8A CN201710120041A CN106786485B CN 106786485 B CN106786485 B CN 106786485B CN 201710120041 A CN201710120041 A CN 201710120041A CN 106786485 B CN106786485 B CN 106786485B
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Abstract

本发明公开了一种用于不平衡负载下直流微电网的电压脉动抑制方法，包括建立直流微电网，建立基于超级电容器的直流电压控制***，信号测量与处理，确定超级电容器的功率表达式，设计超级电容储能装置的参数，确定控制误差ei，确定滑模面S，确定控制率D，判断是否达到控制目标，PWM调制。本发明具有结构简单，控制精度高，鲁棒性强等优点；在负载不平衡时，本发明可以实现抑制不平衡负载下直流微电网电压脉动的控制目标。

Description

用于不平衡负载下直流微电网的电压脉动抑制方法
技术领域
本发明涉及一种电压脉动抑制方法，尤其涉及一种用于不平衡负载下直流微电网的电压脉动抑制方法，属于供电控制技术领域。
背景技术
直流微电网使用直流配电形式，有利于各种分布式电源协调控制，可提供更高的电能质量，因而成为微电网技术研究的新方向。然而，直流微电网也存在一定的稳定性问题。由于实际***经常含有不平衡负载，会在交流负载侧引入基波负序分量，导致直流电压出现二倍频脉动，严重影响直流微电网的供电质量。此外，不平衡负载下逆变器输出功率的二倍频脉动量，会在直流微电网的电源和换流器产生二次纹波电流，严重影响其使用寿命。过多的纹波电流还会损害电池的电极和电解质，降低电池效率；降低光伏组件的光电转换效率，提高光伏电站的运行成本；增加换流器开关管的通态损耗和电流应力，浪费换流器容量。
目前不平衡负载下的研究，主要是针对负载侧三相逆变器提出的多种拓扑和控制策略，以改善其输出电压波形为目标，使三相电压的平衡状况满足电能质量的要求。由于对负载侧逆变器输出电压波形的控制必不可少，同时由负载的不平衡特性引起的直流微电网电压脉动问题也不容忽视，因此，需要考虑从其他角度控制直流电压。
针对上述问题，有学者提出利用储能装置吸收二倍频功率，从而抑制直流电压脉动。Guoyi Xu等人在IEEE Transactions on Energy Conversion，2012，27(4)：1036-1045.“Coordinated DC voltage control of wind turbine with embedded energy storagesystem”公开了一种针对具有嵌入式储能***的风储直流微电网的直流电压脉动抑制方法。直流母线经线路侧换流器(line side converter，LSC)接入交流电网。储能***和LSC分别采用下垂控制和双环PI控制。当风机的输出功率有脉动时，通过调整PI控制器的固有频率和下垂控制器的下垂系数协调直流母线上的电流，使储能***对电流表现为带通特性，而LSC对电流表现为低通特性，则电流的脉动分量就会被储能***吸收，也就是使脉动功率流入储能***，从而保证直流电压稳定。Dong Chen等人在IEEE Transactions onPower Systems，2012，27(4)：1897-1905.“Autonomous DC voltage control of a DCmicrogrid with multiple slack terminals”公开了一种针对多端风储直流微电网的直流电压脉动抑制方法。储能***和并网换流器仍分别采用下垂控制和PI控制。通过调整下垂系数和PI控制器时间常数直接控制功率的传递函数，使脉动功率流入储能***，即可抑制直流电压脉动。以上方法均是通过控制直流母线上电流或功率传递函数的频率响应特性来实现控制目标，虽然能实现较好的控制效果，但控制性能受参数的影响极大，并且调试时需要协调多个参数，过程较复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于不平衡负载下直流微电网的电压脉动抑制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种用于不平衡负载下直流微电网的电压脉动抑制方法，包括以下步骤：
步骤1：建立通用直流微电网：所述直流微电网包括由风力发电机组、风机测量元件、AC/DC换流器依次级联组成的风力发电单元，由蓄电池、蓄电池测量元件、第一DC/DC换流器依次级联组成的蓄电池储能单元，由光伏阵列、光伏测量元件、第二DC/DC换流器依次级联组成的光伏发电单元，直流测量元件，并网逆变器、第一交流测量元件、交流电网依次级联组成的并网单元，第三DC/DC换流器、直流负载依次级联组成的直流负载单元，负载逆变器、第二交流测量元件、交流负载依次级联组成的交流负载单元，风力发电单元的控制***，蓄电池储能单元的控制***，光伏发电单元的控制***；所述直流微电网以直流母线为中心，风力发电单元、蓄电池储能单元、光伏发电单元、直流负载单元和交流负载单元、并网单元分别通过第一至第五直流测量元件依次连入直流母线，形成辐射状结构，其中直流负载单元和交流负载单元并联后通过第四直流测量元件连入直流母线；所述风力发电单元的控制***、蓄电池储能单元的控制***、光伏发电单元的控制***的输入端分别接风机测量元件、蓄电池测量元件、光伏测量元件和直流测量元件的输出端，其输出端分别接AC/DC换流器、第一DC/DC换流器、第二DC/DC换流器的输入端；
步骤2：建立基于超级电容器的直流电压控制***：所述直流电压控制***包括超级电容器、超级电容测量元件、第四DC/DC换流器、第四直流测量元件和超级电容器的控制***组成；所述直流电压控制***与直流微电网中的交流负载并联，通过第四直流测量元件连入直流母线，所述控制***的输入端分别接所述超级电容测量元件、直流测量元件的输出端，其输出端接所述第四DC/DC换流器的输入端；
步骤3：信号测量与处理：通过电压传感器和电流传感器测量负载侧直流母线的电压udc，由直流微电网流向所述交流负载的电流ir，负载逆变器的输入电流ic，超级电容器的放电电流isc，超级电容器端电压usc；计算直流微网提供给负载的功率Pr，负载吸收的功率PL；
步骤4：确定直流电压控制***的参考功率
Figure BDA0001236735280000038
Figure BDA0001236735280000031
其中：u为直流电压的平方，C为直流侧电容，t为时间；
步骤5：设计超级电容储能装置的参数：
超级电容器的容量为：
Figure BDA0001236735280000032
式中，Pmax为参考功率
Figure BDA0001236735280000033
的峰值；充放电周期为T，充电过程为T/2内超级电容器端电压usc由usc_init上升至usc_fin，
滤波电感LDC为：
Figure BDA0001236735280000034
其中：DBuck为Buck模式下的占空比；fs表示DC/DC换流器的开关频率；Δisc为电路允许的最大纹波电流；
步骤6：确定控制误差ei
Figure BDA0001236735280000035
其中：
Figure BDA0001236735280000036
为超级电容器的电流参考值，
Figure BDA0001236735280000037
步骤7:确定滑模面S：
S＝ei+Ki∫eidt (5)
式中：Ki为正实数；
步骤8:确定滑模控制的控制率D：
D＝Deq+ΔD (6)式中：D为DC/DC换流器的占空比，Deq是等效控制，ΔD是开关控制；
当
Figure BDA0001236735280000041
时，超级电容器充电，DC/DC换流器工作在Buck模式：
D1＝D1eq+ΔD1 (7)
式中：D1、D1eq、ΔD1对应为式(6)在Buck模式下的形式，其等效控制和开关控制分别为
Figure BDA0001236735280000042
Figure BDA0001236735280000043
式中：k11和k12为正实数；
当
Figure BDA0001236735280000044
时，超级电容器放电，DC/DC换流器工作在Boost模式：
D2＝D2eq+ΔD2 (10)
式中：D2、D2eq、ΔD2对应为式(6)在Boost模式下的形式，其等效控制和开关控制分别为
Figure BDA0001236735280000045
Figure BDA0001236735280000046
式中：k21和k22为正实数；
步骤9：判断是否达到控制目标，如果是，转向步骤10，否则转向步骤7；
步骤10：PWM调制：将占空比D经过PWM调制后得到所述超级电容储能装置中第四DC/DC换流器开关信号，并将其送入第四DC/DC换流器进行控制。
采用上述技术方案所取得的技术效果在于：
1.本发明针对不平衡负载下的直流微电网，在保证负载供电质量的前提下，利用超级电容器控制直流电压，可以同时保证直流微电网的供电质量。
2.本发明的控制器结构和参数调整都比较简单，控制精度高，鲁棒性强。
3.本发明提出的超级电容储能装置参数设计方法简单可靠，避免了超级电容器的容量浪费，能降低***成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的流程图；
图2是直流微电网结构图；
图3是基于超级电容器的直流电压控制***结构图；
图4是不平衡负载下超级电容器的控制框图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，一种不平衡负载下直流微电网的电压脉动抑制方法，包括以下步骤：
步骤1：建立通用直流微电网：所述直流微电网包括由风力发电机组、风机测量元件、AC/DC换流器依次级联组成的风力发电单元，由蓄电池、蓄电池测量元件、第一DC/DC换流器依次级联组成的蓄电池储能单元，由光伏阵列、光伏测量元件、第二DC/DC换流器依次级联组成的光伏发电单元，直流测量元件，并网逆变器、第一交流测量元件、交流电网依次级联组成的并网单元，第三DC/DC换流器、直流负载依次级联组成的直流负载单元，负载逆变器、第二交流测量元件、交流负载依次级联组成的交流负载单元，风力发电单元的控制***，蓄电池储能单元的控制***，光伏发电单元的控制***；所述直流微电网以直流母线为中心，风力发电单元、蓄电池储能单元、光伏发电单元、直流负载单元和交流负载单元、并网单元分别通过第一至第五直流测量元件依次连入直流母线，形成辐射状结构，其中直流负载单元和交流负载单元并联后通过第四直流测量元件连入直流母线；所述风力发电单元的控制***、蓄电池储能单元的控制***、光伏发电单元的控制***的输入端分别接风机测量元件、蓄电池测量元件、光伏测量元件和直流测量元件的输出端，其输出端分别接AC/DC换流器、第一DC/DC换流器、第二DC/DC换流器的输入端；
步骤2：建立基于超级电容器的直流电压控制***：所述直流电压控制***包括超级电容器、超级电容测量元件、第四DC/DC换流器、第四直流测量元件和超级电容器的控制***组成；所述直流电压控制***与直流微电网中的交流负载并联，通过第四直流测量元件连入直流母线，所述控制***的输入端分别接所述超级电容测量元件、直流测量元件的输出端，其输出端接所述第四DC/DC换流器的输入端；
步骤3：信号测量与处理：通过电压传感器和电流传感器测量负载侧直流母线的电压udc，由直流微电网流向所述交流负载的电流ir，负载逆变器的输入电流ic，超级电容器的放电电流isc，超级电容器端电压usc；计算直流微网提供给负载的功率Pr，负载吸收的功率PL；
步骤4：确定直流电压控制***的参考功率
Figure BDA0001236735280000061
Figure BDA0001236735280000062
其中：u为直流电压的平方，C为直流侧电容，t为时间；
步骤5：设计超级电容储能装置参数：
在负载不平衡度(不平衡度定义为负序电流除以正序电流的百分比)最大时，超级电容器参考功率
Figure BDA0001236735280000063
的峰值Pmax，超级电容器端电压由usc_init上升至usc_fin，充放电周期为T，则超级电容器的容量为
Figure BDA0001236735280000064
超级电容器的等效电阻Rsc很小，一般为毫欧级。
滤波电感LDC的参数可根据Buck电路的运行状态选择，公式为
Figure BDA0001236735280000065
其中：DBuck为Buck模式下的占空比；fs表示DC/DC换流器的开关频率；Δisc为电路允许的最大纹波电流，一般设为额定电流峰值的15％。
步骤6：确定控制误差ei
Figure BDA0001236735280000066
其中：
Figure BDA0001236735280000067
为超级电容器的电流参考值，
Figure BDA0001236735280000068
步骤7:确定滑模面S：
S＝ei+Ki∫eidt (5)
式中：Ki为正实数；
步骤8:确定滑模控制的控制率D：
D＝Deq+ΔD (6)
式中：D为DC/DC换流器的占空比，Deq是等效控制，ΔD是开关控制；
当
Figure BDA0001236735280000071
时，超级电容器充电，DC/DC换流器工作在Buck模式：
D1＝D1eq+ΔD1 (7)
式中：D1、D1eq、ΔD1对应为式(6)在Buck模式下的形式，其等效控制和开关控制分别为
Figure BDA0001236735280000072
Figure BDA0001236735280000073
式中：k11和k12为正实数；
当
Figure BDA0001236735280000074
时，超级电容器放电，DC/DC换流器工作在Boost模式：
D2＝D2eq+ΔD2 (10)
式中：D2、D2eq、ΔD2对应为式(6)在Boost模式下的形式，其等效控制和开关控制分别为
Figure BDA0001236735280000075
Figure BDA0001236735280000076
式中：k21和k22为正实数；
步骤9：判断是否达到控制目标，如果是，转向步骤10，否则转向步骤7；
步骤10：PWM调制：将占空比D经过PWM调制后得到所述超级电容储能装置中第四DC/DC换流器开关信号，并将其送入第四DC/DC换流器进行控制。
本实施例直流电压参考值一般设为交流负载相连的直流母线额定电压，即图2中节点5的额定电压，具体数值与负载功率有关。超级电容储能装置中，超级电容容量5.9mF，等效电阻2.1mΩ，滤波电感0.2mH。
所述直流微电网主要由四部分组成：包括风力发电机组和光伏发电在内的分布式发电单元，分别通过AC/DC和DC/DC换流器接入直流母线，负责为直流微电网提供电能；蓄电池储能单元，通过DC/DC换流器接入直流母线，负责维持***内功率平衡，并在孤岛模式下稳定直流电压；直流微电网的负荷类型既有直流负荷又有交流负荷，分别通过DC/DC和DC/AC换流器接入直流母线；直流微电网通过DC/AC换流器并入交流主网。
为抑制不平衡负载下直流电压脉动，本发明增加超级电容器接入负载换流器出口的直流母线上，如图3所示，本发明采用超级电容器的简化模型，并通过非隔离型Buck-Boost双向DC/DC换流器接入直流母线。图中C为直流侧电容，udc为电容电压，Pr为直流微网提供给负载的功率，PL为负载吸收的功率；Psc为超级电容器吸收的功率，S1、S2表示开关管，LDC为电感，Csc、Rsc分别表示超级电容器简化模型的等效电容和等效电阻，isc为超级电容器的充电电流，usc为超级电容器端电压，uc为超级电容器等效电容的端电压。本发明主要针对DC/DC换流器的控制，即基于滑模控制器的直流电压控制***。
直流侧电容的数学模型为：
Figure BDA0001236735280000081
则直流电压控制***的参考功率
Figure BDA0001236735280000082
为：
Figure BDA0001236735280000083
其中，u为直流电压udc的平方。
确立滑模控制器的控制目标；DC/DC换流器的主要控制目标是通过控制超级电容器的电流isc来抑制直流电压脉动，并且具有良好的动态响应性能；因此确定如下跟踪误差：
Figure BDA0001236735280000084
式中：
Figure BDA0001236735280000085
为超级电容器的电流参考值，
Figure BDA0001236735280000086
确定滑模面，本发明采用积分滑模面：
S＝ei+Ki∫eidt (16)
式中：积分项的引入是为了消除***的静态误差，Ki为正实数；
确定控制率；本发明采用如下控制率结构：
D＝Deq+ΔD (17)
式中：Deq为等效控制，等效控制的作用是使***在理想状态下沿滑模面运动，等效控制可以加快***的响应速度，减小***的静态误差。ΔD为开关控制，开关控制可以使***从任意的初始状态在有限的时间内到达滑模面。根据本发明的控制目标，该控制率分为两种情况：
当
Figure BDA0001236735280000091
时，超级电容器充电，DC/DC换流器工作在Buck模式：
D1＝D1eq+ΔD1 (18)
式中：D1、D1eq、ΔD1对应为控制率在Buck模式下的形式，其等效控制令
Figure BDA0001236735280000092
获得
Figure BDA0001236735280000093
本发明采用滑模控制中的超螺旋算法设计开关控制；根据超螺旋算法的设计规则，开关控制设计如下：
Figure BDA0001236735280000094
式中：k11和k12为正实数；
当
Figure BDA0001236735280000095
时，超级电容器放电，DC/DC换流器工作在Boost模式：
D2＝D2eq+ΔD2 (21)
式中：D2、D2eq、ΔD2对应为控制率在Boost模式下的形式，同样地可以得到其等效控制和开关控制分别为
Figure BDA0001236735280000096
Figure BDA0001236735280000097
式中：k21和k22为正实数；
确立负载不平衡时以抑制直流电压脉动为控制目标的控制策略；由于滑模控制能够对交流量进行控制，因此，只要设置控制器的参考值为直流量，即可实现对直流电压和无静差调节，即消除直流电压的二倍频脉动动；由直流侧数学模型可以看出，直流电压的稳定实质上反映了直流微网提供给负载的功率Pr，负载吸收的功率PL和超级电容器吸收的功率Psc三者的平衡；只要控制Psc补偿式(14)等号右侧功率和中的2倍频分量，即可有效抑制直流电压脉动；
图4给出了所述控制策略的控制框图。

Claims (2)

1.一种用于不平衡负载下直流微电网的电压脉动抑制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：建立通用直流微电网：所述直流微电网包括由风力发电机组、风机测量元件、AC/DC换流器依次级联组成的风力发电单元，由蓄电池、蓄电池测量元件、第一DC/DC换流器依次级联组成的蓄电池储能单元，由光伏阵列、光伏测量元件、第二DC/DC换流器依次级联组成的光伏发电单元，直流测量元件，并网逆变器、第一交流测量元件、交流电网依次级联组成的并网单元，第三DC/DC换流器、直流负载依次级联组成的直流负载单元，负载逆变器、第二交流测量元件、交流负载依次级联组成的交流负载单元，风力发电单元的控制***，蓄电池储能单元的控制***，光伏发电单元的控制***；所述直流微电网以直流母线为中心，风力发电单元、蓄电池储能单元、光伏发电单元、直流负载单元和交流负载单元、并网单元分别通过第一至第五直流测量元件依次连入直流母线，形成辐射状结构，其中直流负载单元和交流负载单元并联后通过第四直流测量元件连入直流母线；所述风力发电单元的控制***、蓄电池储能单元的控制***、光伏发电单元的控制***的输入端分别接风机测量元件、蓄电池测量元件、光伏测量元件和直流测量元件的输出端，其输出端分别接AC/DC换流器、第一DC/DC换流器、第二DC/DC换流器的输入端；
步骤2：建立基于超级电容储能装置的直流电压控制***：所述直流电压控制***包括超级电容器、超级电容测量元件、第四DC/DC换流器、第四直流测量元件和超级电容器的控制***组成；所述直流电压控制***与直流微电网中的交流负载并联，通过第四直流测量元件连入直流母线，所述控制***的输入端分别接所述超级电容测量元件、直流测量元件的输出端，其输出端接所述第四DC/DC换流器的输入端；
步骤3：信号测量与处理：通过电压传感器和电流传感器测量负载侧直流母线的电压udc，由直流微电网流向所述交流负载的电流ir，负载逆变器的输入电流ic，超级电容器的放电电流isc，超级电容器端电压usc；计算直流微网提供给负载的功率Pr，负载吸收的功率PL；
步骤4：确定直流电压控制***的参考功率
Figure FDA0002452816280000021
Figure FDA0002452816280000022
其中：u为直流电压的平方，C为直流侧电容，t为时间；
步骤5：设计超级电容储能装置的参数：
超级电容器的容量为：
Figure FDA0002452816280000023
式中，Pmax为参考功率
Figure FDA0002452816280000024
的峰值；充放电周期为T，充电过程为T/2内超级电容器端电压usc由usc_init上升至usc_fin，
滤波电感LDC为：
Figure FDA0002452816280000025
其中：DBuck为Buck模式下的占空比；fs表示DC/DC换流器的开关频率；Δisc为电路允许的最大纹波电流；
步骤6：确定控制误差ei
Figure FDA0002452816280000026
其中：
Figure FDA0002452816280000027
为超级电容器的电流参考值，
Figure FDA0002452816280000028
步骤7:确定滑模面S：
S＝ei+Ki∫eidt (5)
式中：Ki为正实数；
步骤8:确定滑模控制的控制率D：
D＝Deq+ΔD (6)
式中：D为DC/DC换流器的占空比，Deq是等效控制，ΔD是开关控制；
当
Figure FDA0002452816280000029
时，超级电容器充电，DC/DC换流器工作在Buck模式：
D1＝D1eq+ΔD1 (7)
式中：D1、D1eq、ΔD1对应为式(6)在Buck模式下的形式；
当
Figure FDA00024528162800000210
时，超级电容器放电，DC/DC换流器工作在Boost模式：
D2＝D2eq+ΔD2 (8)
式中：D2、D2eq、ΔD2对应为式(6)在Boost模式下的形式；
步骤9：判断是否达到控制目标，如果是，转向步骤10，否则转向步骤7；
步骤10：PWM调制：将占空比D经过PWM调制后得到所述超级电容储能装置中第四DC/DC换流器开关信号，并将其送入第四DC/DC换流器进行控制。
2.根据权利要求1所述的用于不平衡负载下直流微电网的电压脉动抑制方法，其特征在于：
所述步骤8中的等效控制D1eq为：
Figure FDA0002452816280000031
开关控制ΔD1为：
Figure FDA0002452816280000032
式中：k11和k12为正实数；
等效控制D2eq为：
Figure FDA0002452816280000033
开关控制ΔD2为：
Figure FDA0002452816280000034
式中：k21和k22为正实数。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107154621B (zh) * 2017-06-05 2020-01-31 华北电力大学（保定） 直流微电网储能单元dc-dc换流器的虚拟同步发电机控制方法
CN112217219B (zh) * 2019-07-11 2023-11-10 华北电力大学（保定） 一种基于超级电容的直流暂态电能质量治理及其恢复方法
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CN111371144B (zh) * 2020-03-25 2023-05-02 深圳威迈斯新能源股份有限公司 一种降低新能源电动汽车充电设备电容容值的控制方法
CN112510814A (zh) * 2020-11-25 2021-03-16 漳州科华技术有限责任公司 Ups供电控制方法、装置及终端设备
CN112737344A (zh) * 2020-12-29 2021-04-30 联合汽车电子有限公司 电池充电电路
CN113517724B (zh) * 2021-04-09 2022-11-25 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种交直流混合微电网直流侧电压纹波的抑制方法
CN115693632B (zh) * 2022-09-07 2023-06-16 广东工业大学 一种用于直流微电网功率振荡抑制装置的控制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Control strategy of DC Microgrid Under Unbalanced Grid Voltage;Xiaorong Zhu etc;《2016IEEE 8th International Power Electronics and Motion Control Conference》;20160526;第2页 *
不平衡电网电压下光伏并网逆变器滑模直接电压/功率控制策略;朱晓荣等;《电力***保护与控制》;20161201;第44卷(第23期);第134到138页 *

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