一種基于復(fù)合控制的離網(wǎng)型儲能變流器電壓優(yōu)化控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于復(fù)合控制的離網(wǎng)型儲能變流器電壓優(yōu)化控制方法，該優(yōu)化控制方法為將重復(fù)控制和PID控制的輸出量相加作為所述儲能變流器的控制信號；所述PID控制為對電壓有效值偏差進行調(diào)節(jié)，獲得PID控制量；所述重復(fù)控制為對所述儲能變流器輸出電壓實際值和模擬正弦電壓的偏差進行調(diào)節(jié)，獲得重復(fù)控制量。該方法解決了非線性負(fù)荷接入導(dǎo)致供電系統(tǒng)電能質(zhì)量較差的問題，提高儲能變流器離網(wǎng)運行時供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。
【專利說明】—種基于復(fù)合控制的離網(wǎng)型儲能變流器電壓優(yōu)化控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種儲能變流控制領(lǐng)域的方法，具體講涉及一種基于復(fù)合控制的離網(wǎng)型儲能變流器電壓優(yōu)化控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]建設(shè)智能電網(wǎng)，提高電力系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性、可靠性和電能質(zhì)量是電網(wǎng)建設(shè)的基本要求，作為提高智能電網(wǎng)消納可再生能源發(fā)電容量的重要手段的儲能技術(shù)是支撐智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。受季節(jié)、氣象和地域條件的影響，風(fēng)能、太陽能、小水電等可再生能源發(fā)電具有明顯的不連續(xù)、不穩(wěn)定性，發(fā)出的電力波動較大，可調(diào)節(jié)性較差。配套高效儲能裝置，可以解決發(fā)電用電時差矛盾及間歇式可再生能源發(fā)電直接并網(wǎng)對電網(wǎng)沖擊。儲能技術(shù)在離網(wǎng)運行的太陽能、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電應(yīng)用中具有不可或缺的重要作用。
[0003]目前一些地方的電力系統(tǒng)目前主要為集中供電單一系統(tǒng)，電網(wǎng)上單一點的故障可能導(dǎo)致大面積停電事故。而分布式發(fā)電可作為大電網(wǎng)的有力補充和有效支撐。高原、海島、偏遠山區(qū)等無電地區(qū)，分布式發(fā)電成為無電地區(qū)電力供應(yīng)的重要手段。在微電網(wǎng)中，儲能裝置作為實現(xiàn)能量的儲存、釋放或快速功率交換設(shè)備能夠起到電壓支撐的作用。目前光伏、風(fēng)電等新能源發(fā)電技術(shù)大多采用電力電子接口設(shè)備，在負(fù)載中包含大量的非線性負(fù)荷，供電系統(tǒng)內(nèi)會產(chǎn)生大量周期性諧波，影響微電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
[0004]雖然基于內(nèi)模原理的重復(fù)控制是解決周期性擾動問題的有效手段，具有良好的穩(wěn)態(tài)輸出特性和魯棒性，能夠無靜差地跟蹤輸入指令。但由于重復(fù)控制控制指令需滯后一個周期才輸出，存在動態(tài)響應(yīng)速度慢的問題。PID控制在模擬控制正弦波逆變電源系統(tǒng)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，該控制算法能夠保證供電系統(tǒng)的動態(tài)特性，增強投切負(fù)荷的能力。該算法只能對直流量進行無差跟蹤，在控制交流量時會產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差。
[0005]因此，需要提供一種用以解決非線性負(fù)荷接入導(dǎo)致供電系統(tǒng)電能質(zhì)量較差的問題的控制方法，提高儲能變流器離網(wǎng)運行時供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于復(fù)合控制的離網(wǎng)型儲能變流器電壓優(yōu)化控制方法。
[0007]實現(xiàn)上述目的所采用的解決方案為:
[0008]一種基于復(fù)合控制的離網(wǎng)型儲能變流器電壓優(yōu)化控制方法，其改進之處在于:所述控制方法為將重復(fù)控制和PID控制的輸出量相加作為所述儲能變流器的控制信號；
[0009]所述PID控制為對電壓有效值偏差進行調(diào)節(jié)，獲得PID控制量；
[0010]所述重復(fù)控制為對所述儲能變流器輸出電壓實際值和模擬正弦電壓的偏差進行調(diào)節(jié)，獲得重復(fù)控制量。
[0011]進一步的，所述電壓優(yōu)化控制方法包括以下步驟:
[0012]1、獲取所述儲能變流器交流側(cè)的三相電壓Ua、Ub, Uc ；
[0013]I1、根據(jù)所述PID控制調(diào)節(jié)電壓有效值偏差；
[0014]II1、根據(jù)所述重復(fù)控制調(diào)節(jié)模擬正弦電壓和所述儲能變流器輸出電壓實際值的偏差;
[0015]IV、PWM控制模塊確定PWM調(diào)制波，控制功率器件開關(guān)動作。
[0016]進一步的，所述步驟II包括以下步驟:
[0017]S201、根據(jù)所述三相電壓Ua、Ub、U。獲取所述三相電壓的有效值；
[0018]S202、獲取所述三相電壓的有效值和電壓給定值之間差值，按下式調(diào)節(jié)三相電壓的有效值偏差，并對調(diào)節(jié)后獲得的電流值進行電流限幅處理:

【權(quán)利要求】
1.一種基于復(fù)合控制的離網(wǎng)型儲能變流器電壓優(yōu)化控制方法，其特征在于:所述優(yōu)化控制方法為將重復(fù)控制和PID控制的輸出量相加作為所述儲能變流器的控制信號； 所述PID控制為對電壓有效值偏差進行調(diào)節(jié)，獲得PID控制量； 所述重復(fù)控制為對所述儲能變流器輸出電壓實際值和模擬正弦電壓的偏差進行調(diào)節(jié)，獲得重復(fù)控制量。
2.如權(quán)利要求1所述的優(yōu)化控制方法，其特征在于:所述電壓優(yōu)化控制方法包括以下步驟: 1、獲取所述儲能變流器交流側(cè)的三相電壓Ua、Ub、U。； I1、根據(jù)所述PID控制調(diào)節(jié)電壓有效值偏差； II1、根據(jù)所述重復(fù)控制調(diào)節(jié)模擬正弦電壓和所述儲能變流器輸出電壓實際值的偏差; IV、PWM控制模塊確定PWM調(diào)制波，控制功率器件開關(guān)動作。
3.如權(quán)利要求2所述的優(yōu)化控制方法，其特征在于:所述步驟II包括以下步驟: 5201、根據(jù)所述三相電壓Ua、Ub、U。獲取所述三相電壓的有效值； 5202、獲取所述三相電壓的有效值和電壓給定值之間差值，按下式調(diào)節(jié)三相電壓的有效值偏差，并對調(diào)節(jié)后獲得的電流值進行電流限幅處理:
式中，e(k)為當(dāng)前時刻的電壓偏差,e (k-1)為前一時刻的電壓偏差,I^kpkd分別表不電壓環(huán)PID調(diào)節(jié)器的比例、積分、微分系數(shù)； S203、運用定頻控制策略，將頻率指令經(jīng)積分運算確定A相電壓相位Θ，根據(jù)三相平衡電壓矢量關(guān)系確定B、C兩相電壓相位，由正弦函數(shù)確定三相單位正弦電壓； S204、根據(jù)經(jīng)所述電流限幅處理后的電流信號和所述三相單位正弦電壓相乘獲得電壓控制量。
4.如權(quán)利要求2所述的優(yōu)化控制方法，其特征在于:所述步驟III中，所述儲能變流器的輸出電壓實際值由重復(fù)控制器調(diào)節(jié)后與PID控制輸出結(jié)果疊加作為各相調(diào)制波，將所述調(diào)制波進行dq坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后輸入所述PWM控制模塊。
5.如權(quán)利要求4所述的優(yōu)化控制方法，其特征在于:所述重復(fù)控制器的輸入信號為給定正弦電壓信號和儲能變流器相電壓信號，所述重復(fù)控制器的輸出信號與所述儲能變流器的電壓控制量相加后進行dq坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。
6.如權(quán)利要求5所述的優(yōu)化控制方法，其特征在于:所述重復(fù)控制器包括依次連接的第一加法器、第二加法器、延時器、補償器和第三加法器，所述延時器的另一輸出端連接帶限濾波器的輸入端，所述帶限濾波器的輸出端連接所述第二加法器的輸入端； 所述第一加法器的輸入端接收所述給定正弦電壓信號和所述儲能變流器相電壓信號；所述第二加法器的輸入端接收所述第一加法器的輸出信號和誤差信號。
7.如權(quán)利要求1所述的優(yōu)化控制方法，其特征在于:所述步驟IV中，所述PWM控制模塊根據(jù)PID控制電壓補償值和重復(fù)控制電壓補償值兩者的疊加結(jié)果確定PWM調(diào)制波，控制所述儲能變流器的開關(guān)動作。
【文檔編號】H02J3/32GK104135021SQ201410360278
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】馮鑫振, 陶以彬, 李官軍, 丁杰, 吳福保, 李強, 楊波, 赫衛(wèi)國, 袁曉東, 胡金杭, 張曉琳, 桑丙玉, 周晨, 曹遠志, 劉歡, 鄢盛馳, 余豪杰 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院