【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微电网，具体涉及一种储能变流器的控制方法及微电网系统。
技术介绍
1、以清洁能源发电为代表的分布式电源技术可以有效地解决能源短缺，环境污染严重等问题，但也带来了一些如电网的稳定运行，电网安全等新的问题。微电网可以解决分布式发电可靠性较差的缺点，提高分布式发电的稳定性。微电网技术为分布式电源可靠联网提供解决方案。微电网不仅要实现并网运行和孤岛运行，而且还有很多独特的优点，比如：由新能源组成的分布式发电系统对环境造成的伤害远没有火电大；在保证控制策略高效准确运行的情况下其电能质量也能得到保证。所以，针对微电网复杂的运行状态设计合理的控制策略是当今微电网研究的热门方向。
2、在传统控制中，通常情况下选择以储能单元作为主控制单元，而储能变流器作为其中关键的受控对象，承担着微电网在正常情况下能够稳定运行的任务。微电网实际运行时，当受到外界因素影响，如出现电网故障导致微电网切换至离网模式运行时，储能变流器需要保证微电网在运行状态改变时可以平稳过渡。但是，目前这种传统的控制策略，在微电网受到扰动后，无法保持微电网的稳定。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种储能变流器的控制方法及微电网系统，用以解决现有技术中微电网控制策略无法保证微电网稳定运行的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所提供的技术方案以及技术方案对应的有益效果如下：
3、本专利技术的一种储能变流器的控制方法，包括以下步骤：
4、微电网在并网运行模式下时，获
5、每个模糊pi控制器均包括模糊控制器和pi控制器，模糊控制器用于依据输入的差值以及差值的变化率进行模糊操作，以得到pi控制器的比例系数的变化率和积分系数的变化率；所述pi控制器用于依据输入的差值进行pi调节控制，且pi控制器的比例系数和积分系数依据模糊控制器的输出进行实时调整；
6、若模糊pi控制器为有功功率外环的模糊pi控制器，则输入的差值为有功功率给定值与有功功率实际值的差值；若模糊pi控制器为无功功率外环的模糊pi控制器，则输入的差值为无功功率给定值与无功功率实际值的差值。
7、上述技术方案的有益效果为：微电网在并网运行模式下，采用pq控制方法时，有功功率外环和无功功率外环均采用模糊pi控制器进行调节控制，模糊控制器的输出作为pi控制器的比例系数和积分系数的变化率，pi控制器的比例系数和积分系数依据模糊控制器的输出进行实时调整，比例系数和积分系数不再是定值，而是根据差值以及差值的变化率来实时调整这两个系数，从而使得微电网在并行模式下稳定运行，且快速达到稳定状态，确保在微电网受到扰动后微电网的稳定运行。与传统的变流器并网调控方法相比，本专利技术采取以储能变流器为主控制器的主从控制，在微电网并网运行时，将pq控制和模糊算法结合在一起，实现了基于模糊算法的自适应的pq控制器，在保证响应速度的同时提高了控制系统的鲁棒性，且控制策略简单，能够快速达到稳定状态。
8、进一步地，微电网在孤岛运行模式下时，将储能变流器等效为虚拟同步发电机，通过vsg算法得到储能变流器的控制信号，依据得到的控制信号对储能变流器进行控制；
9、vsg算法中的p-f控制器依据角频率偏差和角频率变化率来动态调整转动惯量j和阻尼系数d的值；具体动态调整转动惯量j和阻尼系数d的值的方法包括：
10、当dω/dt>0且角频率偏离额定角频率，控制增加转动惯量j，增加阻尼系数d；
11、当dω/dt<0且角频率靠拢额定角频率，控制减小转动惯量j，增加阻尼系数d；
12、当dω/dt<0且角频率偏离额定角频率，控制增加转动惯量j，增加阻尼系数d；
13、当dω/dt<0且角频率靠拢额定角频率，控制减小转动惯量j，增加阻尼系数d；
14、其中，ω为虚拟同步发电机的转子角速度实际值；dω/dt表示虚拟同步发电机的转子角速度实际值对于时间的导数。
15、上述技术方案的有益效果为：在微电网孤岛运行时，本专利技术对传统虚拟同步发电机控制进行改进，根据转动惯量j和阻尼系数d对系统的影响，设计了一个转动惯量j和阻尼系数d协同的自适应的虚拟同步控制，当系统受到波动时，动态调整转动惯量j和阻尼系数d，实现对微电网的工作频率进行精准调控，进而保证微网能够在此模式下稳定运行。此外，本专利技术原理简单，控制方式可靠，具有高效的能源利用率和灵活性，保证变流器在离网运行模式下稳定运行。本专利技术方法适合配电网双模式运行的控制策略来满足配电网两种运行状态下的稳定运行。
16、进一步地，转动惯量j的调节表达式为：
17、
18、其中，j0为转动惯量的初始值，kj为转动惯量的调节系数，nj为角频率偏差变化率的阈值，δω为角频率偏差，t为时间。
19、进一步地，阻尼系数d的调节表达式为：
20、
21、其中，d0为阻尼系数的初始值；kd为阻尼系数的调节系数，δω为角频率偏差，nd为角频率偏差的阈值。
22、进一步地，为了提高精确度，提高控制效果，模糊操作时需先进行数据模糊化处理，且数据模糊化处理时分别将输入的差值、以及差值的变化率的区间划分为nb、nm、ns、ze、ps、pm和pb共7部分，nb、nm、ns、ze、ps、pm和pb分别代表正大、正中、正小、零、负小，负中和负大。
23、进一步地，进行模糊操作时，在推理出比例系数的变化率和积分系数的变化率所在的区间后，采用加权平均法推理出比例系数的变化率的最终值和积分系数的变化率的最终值。
24、进一步地，所述控制信号为spwm。
25、本专利技术的一种微电网系统，包括储能单元和储能变流器，储能变流器的直流侧连接所述储能单元，储能变流器的交流侧用于连接电网，该系统还包括处理器和存储器，所述处理器执行由所述存储器存储的计算机程序，实现本专利技术的一种储能变流器的控制方法，以达到同本专利技术一种储能变流器的控制方法相同的效果。
26、上述技术方案的有益效果为：本专利技术的一种微电网系统与传统的变流器并网的控制系统相比，本专利技术采取以储能变流器为主控制器的主从控制，在微电网并网运行时，将pq控制和模糊算法结合在一起，利用模糊算法的自适应能力，实现了一个基于模糊算法的自适应的pq控制器，在保证响应速度的同时提高了控制系统的鲁棒性，以实现微电网在并网运行时的稳定。在离网运行模式下，实现了一种自适应的虚拟同步控制的控制方法，通过动态调整转动惯量j和阻尼系数d，实现对微电网的工作频率进行精准调控。此外，本专利技术原理简单，控制方式可靠，具有高效的能源利用率和灵活性，保证变流器在并、离网运行模式下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种储能变流器的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的储能变流器的控制方法，其特征在于：微电网在孤岛运行模式下时，将储能变流器等效为虚拟同步发电机，通过VSG算法得到储能变流器的控制信号，依据得到的控制信号对储能变流器进行控制；
3.根据权利要求2所述的储能变流器的控制方法，其特征在于：转动惯量J的调节表达式为：
4.根据权利要求2所述的储能变流器的控制方法，其特征在于：阻尼系数D的调节表达式为：
5.根据权利要求1所述的储能变流器的控制方法，其特征在于：模糊操作时需先进行数据模糊化处理，且数据模糊化处理时分别将输入的差值、以及差值的变化率的区间划分为NB、NM、NS、ZE、PS、PM和PB共7部分，NB、NM、NS、ZE、PS、PM和PB分别代表正大、正中、正小、零、负小，负中和负大。
6.根据权利要求1所述的储能变流器的控制方法，其特征在于：进行模糊操作时，在推理出比例系数的变化率和积分系数的变化率所在的区间后，采用加权平均法推理出比例系数的变化率的最终值和积分系数的变化率的最终值。>
7.根据权利要求1至6任一项所述的储能变流器的控制方法，其特征在于：所述控制信号为SPWM。
8.一种微电网系统，包括储能单元和储能变流器，储能变流器的直流侧连接所述储能单元，储能变流器的交流侧用于连接电网，其特征在于：该系统还包括处理器和存储器，所述处理器执行由所述存储器存储的计算机程序，以实现如权利要求1至6所述的储能变流器的控制方法。
9.根据权利要求8所述的微电网系统，其特征在于：所述储能单元为蓄电池。
10.根据权利要求8所述的微电网系统，其特征在于：储能变流器的交流侧通过LC滤波器连接电网。
...【技术特征摘要】
1.一种储能变流器的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的储能变流器的控制方法，其特征在于：微电网在孤岛运行模式下时，将储能变流器等效为虚拟同步发电机，通过vsg算法得到储能变流器的控制信号，依据得到的控制信号对储能变流器进行控制；
3.根据权利要求2所述的储能变流器的控制方法，其特征在于：转动惯量j的调节表达式为：
4.根据权利要求2所述的储能变流器的控制方法，其特征在于：阻尼系数d的调节表达式为：
5.根据权利要求1所述的储能变流器的控制方法，其特征在于：模糊操作时需先进行数据模糊化处理，且数据模糊化处理时分别将输入的差值、以及差值的变化率的区间划分为nb、nm、ns、ze、ps、pm和pb共7部分，nb、nm、ns、ze、ps、pm和pb分别代表正大、正中、正小、零、负小，负中和负大。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢文奇，刘鹏飞，彭亚丽，张万德，廉凯凯，郗姗姗，朱继斌，刘建权，张煜烽，李彦如，程丽华，李阳，王献才，高杨，赵新阳，付二顺，孙蕊，闫振靖，韩德保，郭思远，
申请(专利权)人：河南省高压电器研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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