本發(fā)明涉及一種交直流混合微網(wǎng)潮流控制器。特別是涉及一種交直流混合微網(wǎng)潮流控制器的分散協(xié)調(diào)控制方法。

背景技術(shù)：

微網(wǎng)可以有效整合各種分布式發(fā)電技術(shù)，為新能源及可再生能源分布式發(fā)電的規(guī)?；瘧?yīng)用提供了有效的技術(shù)途徑。隨著分布式電源種類(lèi)的增加和數(shù)量的增長(zhǎng)、直流負(fù)荷的普及，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多樣，交流微網(wǎng)難以全面滿足日益增長(zhǎng)的供用電需求，為保證新能源及可再生能源的高效利用，以及更好地滿足用戶的多元化電力需求，交直流混合微網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，已成為微網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)之一。

對(duì)于低壓微網(wǎng)，其線路阻抗特性不再滿足輸電網(wǎng)中電阻遠(yuǎn)小于電抗的特性，相反，其滿足電抗遠(yuǎn)小于電阻的性質(zhì)。所以，傳統(tǒng)的下垂控制在低壓微網(wǎng)中不再使用，根據(jù)傳統(tǒng)下垂控制的建立思路和低壓微網(wǎng)的特點(diǎn)，利用反下垂來(lái)進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)。

線路阻抗對(duì)微網(wǎng)系統(tǒng)的功率分配的影響較大。當(dāng)考慮線路阻抗時(shí)，各潮流控制器的輸出電壓并不完全一樣，這樣有可能導(dǎo)致負(fù)荷功率分配的不精確，而且能夠?qū)е孪到y(tǒng)發(fā)生環(huán)流。微網(wǎng)中的負(fù)荷也在不斷地波動(dòng)，按照傳統(tǒng)的反下垂控制，潮流控制器的輸出電壓也會(huì)不斷地變化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能夠使交直流混合微網(wǎng)中的潮流控制器能夠在負(fù)荷不斷波動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)功率的精確分配，維持各潮流控制器的輸出電壓恒定的交直流混合微網(wǎng)潮流控制器的分散協(xié)調(diào)控制方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種交直流混合微網(wǎng)潮流控制器的分散協(xié)調(diào)控制方法，包括如下步驟：

1)在分布于交直流混合微網(wǎng)的直流母線和交流母線之間的多個(gè)潮流控制器中，選擇一個(gè)潮流控制器作為基準(zhǔn)潮流控制器，其余的潮流控制器均作為從屬潮流控制器；

2)將基準(zhǔn)潮流控制器的控制單元作為基準(zhǔn)控制單元，使用自適應(yīng)逆反下垂的控制方法設(shè)計(jì)基準(zhǔn)控制單元，使基準(zhǔn)潮流控制器的輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定電壓值，將基準(zhǔn)潮流控制器的反下垂系數(shù)和輸出有功功率作為輸出端，輸出到從屬控制單元中；

3)將每一個(gè)從屬潮流控制器的控制單元作為一個(gè)從屬控制單元，從屬控制單元根據(jù)接收到的基準(zhǔn)潮流控制器輸出的反下垂系數(shù)和有功功率，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的反下垂系數(shù)，并進(jìn)行反下垂控制。

步驟2)中，采用自適應(yīng)逆反下垂的控制方法，通過(guò)檢測(cè)基準(zhǔn)潮流控制器的輸出電壓和輸出電流信號(hào)，通過(guò)計(jì)算得到相應(yīng)的有功功率，再將設(shè)定電壓值與輸出電壓相減，得到的差值再與通過(guò)自適應(yīng)逆控制器獲得的反下垂系數(shù)相乘，得到相應(yīng)的有功功率差值，再依次經(jīng)過(guò)比例積分控制和電流內(nèi)環(huán)控制構(gòu)成輸出，達(dá)到基準(zhǔn)潮流控制器的輸出電壓與設(shè)定電壓值相等。

所述的自適應(yīng)逆反下垂的控制方法，具體如下：

(1)給定基準(zhǔn)潮流控制器輸出電壓的設(shè)定值，通過(guò)設(shè)定電壓和檢測(cè)到潮流控制器輸出的電壓，得到電壓的偏差值，同時(shí)，設(shè)定電壓值的信號(hào)通過(guò)自適應(yīng)逆控制器輸出反下垂系數(shù)kp1；

(2)將得到的基準(zhǔn)潮流控制器輸出的電壓偏差與反下垂系數(shù)kp1相乘，得到相對(duì)應(yīng)的有功功率偏差，有功功率偏差與額定功率相加之后得到功率的設(shè)定值，也就是外環(huán)控制部分的輸出值，再將外環(huán)得到的輸出信號(hào)作為內(nèi)環(huán)電流的設(shè)定信號(hào)，經(jīng)過(guò)內(nèi)環(huán)控制之后構(gòu)成輸出，從而控制基準(zhǔn)潮流控制器；

(3)通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)潮流控制器輸出電壓的檢測(cè)，將基準(zhǔn)潮流控制器輸出電壓的信號(hào)作為濾波器的輸入，濾波器的輸出為對(duì)應(yīng)的反下垂系數(shù)kp2，在檢測(cè)到基準(zhǔn)潮流控制器輸出電壓與設(shè)定電壓值相一致的情況下，反下垂系數(shù)kp1和反下垂系數(shù)kp2的差值小于設(shè)定值；否則，反下垂系數(shù)kp1與反下垂系數(shù)kp2的差值大于設(shè)定值，進(jìn)入下一步驟；

(4)在負(fù)荷有功功率波動(dòng)時(shí)，反下垂系數(shù)kp1與反下垂系數(shù)kp2的差值大于設(shè)定值，此時(shí)輸出反下垂系數(shù)kp1與反下垂系數(shù)kp2的差值，將差值作為自適應(yīng)算法的輸入，通過(guò)調(diào)整自適應(yīng)逆控制器和濾波器的權(quán)重系數(shù)，使反下垂系數(shù)kp1與反下垂系數(shù)kp2的差值小于設(shè)定值，基準(zhǔn)潮流控制器輸出的電壓等于設(shè)定電壓值。

所述的自適應(yīng)逆控制器，是由權(quán)重系數(shù)的抽頭延遲線、一個(gè)加法器和一個(gè)自適應(yīng)過(guò)程所構(gòu)成的；調(diào)節(jié)權(quán)重系數(shù)的輸入信號(hào)，即調(diào)整在延遲線上的各抽頭的信號(hào)，用一個(gè)加法器將每一次的輸入信號(hào)與對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)相乘得到的信號(hào)相加，再由自適應(yīng)過(guò)程自動(dòng)搜索權(quán)重系數(shù)，獲得一個(gè)使均方誤差最小的最優(yōu)脈沖響應(yīng)，所述的自適應(yīng)過(guò)程是由自適應(yīng)算法來(lái)調(diào)節(jié)自適應(yīng)濾波器的權(quán)重系數(shù)，以使均方誤差最小，濾波器與自適應(yīng)逆控制器的結(jié)構(gòu)完全相同。

所述的自適應(yīng)算法是采用最小均方差法，或遞歸最小二次方算法，或仿射投影算法。

步驟3)所述的計(jì)算出對(duì)應(yīng)的反下垂系數(shù)是采用如下公式得到：

其中，kp1表示基準(zhǔn)潮流控制器的反下垂系數(shù)，pref1表示基準(zhǔn)潮流控制器的額定有功功率值，p1表示基準(zhǔn)潮流控制器實(shí)際輸出的有功功率值，r1表示基準(zhǔn)潮流控制器與交流母線之間的線路電阻值；kpi表示第i臺(tái)從屬潮流控制器的反下垂系數(shù)，prefi表示第i臺(tái)從屬潮流控制器的額定有功功率值，pi表示第i臺(tái)從屬潮流控制器按額定容量比實(shí)際輸出的有功功率值，ri表示第i臺(tái)從屬潮流控制器與交流母線之間的線路電阻值，eref表示潮流控制器的設(shè)定電壓值。

本發(fā)明的交直流混合微網(wǎng)潮流控制器的分散協(xié)調(diào)控制方法，在有效抑制潮流控制器的環(huán)流的前提下，使各個(gè)潮流控制器按照額定容量進(jìn)行功率的分配，提高了功率分配的精度。在負(fù)荷波動(dòng)的情況下，各潮流控制器能夠在保持輸出電壓一致的情況下，達(dá)到了按照額定容量百分比進(jìn)行功率的精確分配的目的。

附圖說(shuō)明

圖1是可調(diào)節(jié)反下垂系數(shù)的原理圖；

圖2是本發(fā)明中自適應(yīng)逆反下垂控制結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明中自適應(yīng)逆控制器結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明中交直流混合微網(wǎng)內(nèi)潮流控制器的控制策略圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中全部潮流控制器輸出有功功率圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例中潮流控制器1和潮流控制器2輸出有功功率之比；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例中潮流控制器1和潮流控制器3輸出有功功率之比；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例中交流母線電壓有效值；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例中潮流控制器2在0.5s的輸出電壓波形；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例中潮流控制器2在1.0s的輸出電壓波形。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的交直流混合微網(wǎng)潮流控制器的分散協(xié)調(diào)控制方法做出詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明的交直流混合微網(wǎng)潮流控制器的分散協(xié)調(diào)控制方法，是在多個(gè)潮流控制器中選擇一個(gè)潮流控制器作為基準(zhǔn)潮流控制器，其余的潮流控制器均作為從屬潮流控制器，將基準(zhǔn)潮流控制器的輸出電壓和設(shè)定電壓作為輸入，基準(zhǔn)控制單元起到穩(wěn)定基準(zhǔn)潮流控制器輸出電壓的作用，而基準(zhǔn)控制單元的輸出端為基準(zhǔn)潮流控制器的有功功率和反下垂系數(shù)。將基準(zhǔn)控制單元輸出的基準(zhǔn)潮流控制器的有功功率和反下垂系數(shù)作為從屬控制單元的輸入，從屬控制單元輸出相應(yīng)的反下垂系數(shù)，從而從屬潮流控制器通過(guò)得到的反下垂系數(shù)進(jìn)行反下垂控制

本發(fā)明的交直流混合微網(wǎng)潮流控制器的分散協(xié)調(diào)控制方法，包括如下步驟：

1)如圖4所示，在分布于交直流混合微網(wǎng)的直流母線和交流母線之間的多個(gè)潮流控制器中，選擇一個(gè)潮流控制器作為基準(zhǔn)潮流控制器，其余的潮流控制器均作為從屬潮流控制器；

2)將基準(zhǔn)潮流控制器的控制單元作為基準(zhǔn)控制單元，使用自適應(yīng)逆反下垂的控制方法設(shè)計(jì)基準(zhǔn)控制單元，如圖1所示，在負(fù)荷有功功率波動(dòng)時(shí)，基準(zhǔn)潮流控制器的輸出功率也會(huì)變化，利用潮流控制器中有功功率和電壓之間的反下垂關(guān)系，與傳統(tǒng)反下垂控制相比，可以通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)潮流控制器反下垂系數(shù)的調(diào)節(jié)，使基準(zhǔn)潮流控制器的輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定電壓值而不產(chǎn)生電壓偏差值，將基準(zhǔn)潮流控制器的反下垂系數(shù)和輸出有功功率作為輸出端，輸出到從屬控制單元中。其中，

所述的采用自適應(yīng)逆反下垂的控制方法，通過(guò)檢測(cè)基準(zhǔn)潮流控制器的輸出電壓和輸出電流信號(hào)，通過(guò)計(jì)算得到相應(yīng)的有功功率，再將設(shè)定電壓值與輸出電壓相減，得到的差值再與通過(guò)自適應(yīng)逆控制器獲得的反下垂系數(shù)相乘，得到相應(yīng)的有功功率差值，再依次經(jīng)過(guò)比例積分控制(pi)和電流內(nèi)環(huán)控制構(gòu)成輸出，達(dá)到基準(zhǔn)潮流控制器的輸出電壓與設(shè)定電壓值相等。

如圖2所示，所述的自適應(yīng)逆反下垂的控制方法，其實(shí)施方式是在傳統(tǒng)反下垂控制策略的基礎(chǔ)上調(diào)整，通過(guò)自適應(yīng)逆控制器來(lái)改變反下垂系數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)在負(fù)荷有功功率變化的情況下，保證基準(zhǔn)潮流控制器的輸出電壓為設(shè)定電壓。具體如下：

(1)給定基準(zhǔn)潮流控制器輸出電壓的設(shè)定值，通過(guò)設(shè)定電壓和檢測(cè)到基準(zhǔn)潮流控制器輸出的電壓，得到電壓的偏差值，同時(shí)，設(shè)定電壓值的信號(hào)通過(guò)自適應(yīng)逆控制器輸出反下垂系數(shù)kp1。

(2)將得到的基準(zhǔn)潮流控制器輸出的電壓偏差與反下垂系數(shù)kp1相乘，得到相對(duì)應(yīng)的有功功率偏差，有功功率偏差與額定功率相加之后得到功率的設(shè)定值，也就是外環(huán)控制部分的輸出值，再將外環(huán)得到的輸出信號(hào)作為內(nèi)環(huán)電流的設(shè)定信號(hào)，經(jīng)過(guò)內(nèi)環(huán)控制之后構(gòu)成輸出，從而控制基準(zhǔn)潮流控制器。

(3)通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)潮流控制器輸出電壓的檢測(cè)，將基準(zhǔn)潮流控制器輸出電壓的信號(hào)作為濾波器的輸入，濾波器的輸出為對(duì)應(yīng)的反下垂系數(shù)kp2。在檢測(cè)到基準(zhǔn)潮流控制器輸出電壓與設(shè)定電壓值相一致的情況下，反下垂系數(shù)kp1和反下垂系數(shù)kp2的差值小于設(shè)定值；否則，反下垂系數(shù)kp1與反下垂系數(shù)kp2的差值大于設(shè)定值，進(jìn)入下一步驟；

(4)在負(fù)荷有功功率波動(dòng)時(shí)，基準(zhǔn)潮流控制器輸出的電壓將偏離設(shè)定電壓值，不但產(chǎn)生了電壓的偏差，而且造成了反下垂系數(shù)kp1與反下垂系數(shù)kp2的不等，反下垂系數(shù)kp1與反下垂系數(shù)kp2的差值大于設(shè)定值，此時(shí)輸出反下垂系數(shù)kp1與反下垂系數(shù)kp2的差值，將差值作為自適應(yīng)算法的輸入，通過(guò)自適應(yīng)算法調(diào)整自適應(yīng)逆控制器和濾波器的權(quán)重系數(shù)，權(quán)重系數(shù)的變化引起反下垂系數(shù)kp1的變化，因此可以調(diào)整基準(zhǔn)潮流控制器的輸出功率，從而調(diào)整基準(zhǔn)潮流控制器輸出的電壓，基準(zhǔn)潮流控制器輸出電壓的變化也引起了kp2發(fā)生了改變，只有在kp1與kp2的差值非常小的前提下，自適應(yīng)算法調(diào)整結(jié)束，此時(shí)基準(zhǔn)潮流控制器輸出的電壓為設(shè)定電壓值。通過(guò)調(diào)整自適應(yīng)逆控制器和濾波器的權(quán)重系數(shù)，使反下垂系數(shù)kp1與反下垂系數(shù)kp2的差值小于設(shè)定的值，基準(zhǔn)潮流控制器輸出的電壓等于設(shè)定電壓值。

如圖3所示，所述自適應(yīng)逆控制器，是由權(quán)重系數(shù)的抽頭延遲線、一個(gè)加法器和一個(gè)自適應(yīng)過(guò)程所構(gòu)成的。調(diào)節(jié)權(quán)重系數(shù)的輸入信號(hào)，即調(diào)整在延遲線上的各抽頭的信號(hào)，用一個(gè)加法器將每一次的輸入信號(hào)與對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)相乘得到的加權(quán)信號(hào)相加，再由自適應(yīng)過(guò)程自動(dòng)搜索權(quán)重系數(shù)，獲得一個(gè)使均方誤差最小的最優(yōu)脈沖響應(yīng)，所述自適應(yīng)過(guò)程是由自適應(yīng)算法來(lái)調(diào)節(jié)自適應(yīng)濾波器的權(quán)重系數(shù)，以使均方誤差最小，濾波器與自適應(yīng)逆控制器的結(jié)構(gòu)完全相同。所述的自適應(yīng)算法是采用最小均方差法，或遞歸最小二次方算法，或仿射投影算法。

在自適應(yīng)逆反下垂控制中，自適應(yīng)算法直接影響了反下垂系數(shù)的獲得。在自適應(yīng)逆控制器中，給一組n個(gè)輸入信號(hào)加權(quán)并加以形成一個(gè)輸出信號(hào)，在輸入信號(hào)和輸出信號(hào)都是平穩(wěn)的條件下，計(jì)算第k次采樣的誤差，并將所得的誤差平方?？梢缘玫骄讲钚阅芎瘮?shù)是權(quán)重系數(shù)的二次型函數(shù)，具有“碗狀形”的曲面。自適應(yīng)算法就是連續(xù)不斷地調(diào)節(jié)這些權(quán)重系數(shù)，以尋找碗的底部。最速下降法就是利用性能曲面的梯度來(lái)搜尋它的最小值，使得權(quán)向量的每一步變化都正比于梯度向量的負(fù)值，本發(fā)明實(shí)施例可采用最小均方差算法，最小均方差算法是利用測(cè)量或估計(jì)梯度的最速下降的一種實(shí)現(xiàn)。

3)將每一個(gè)從屬潮流控制器的控制單元作為一個(gè)從屬控制單元，從屬控制單元根據(jù)接收到的基準(zhǔn)潮流控制器輸出的反下垂系數(shù)和有功功率作，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的反下垂系數(shù)，并進(jìn)行反下垂控制。所述的計(jì)算出對(duì)應(yīng)的反下垂系數(shù)是采用如下公式得到：

其中，kp1表示基準(zhǔn)潮流控制器的反下垂系數(shù)，pref1表示基準(zhǔn)潮流控制器的額定有功功率值，p1表示基準(zhǔn)潮流控制器實(shí)際輸出的有功功率值，r1表示基準(zhǔn)潮流控制器與交流母線之間的線路電阻值。kpi表示第i臺(tái)從屬潮流控制器的反下垂系數(shù)，prefi表示第i臺(tái)從屬潮流控制器的額定有功功率值，pi表示第i臺(tái)從屬潮流控制器按額定容量比實(shí)際輸出的有功功率值，ri表示第i臺(tái)從屬潮流控制器與交流母線之間的線路電阻值，eref表示潮流控制器的設(shè)定電壓值(請(qǐng)給出式中各字母的含意)。

具體是：將步驟2)得到的基準(zhǔn)潮流控制器的反下垂系數(shù)和輸出功率作為輸入信號(hào)，輸入到交直流混合微網(wǎng)的其他從屬潮流控制器中，將基準(zhǔn)潮流控制器的額定容量與輸出功率相減，差值與基準(zhǔn)潮流控制器的反下垂系數(shù)相乘，得到信號(hào)1。而基準(zhǔn)潮流控制器的輸出功率先與從屬潮流控制器的額定功率的從屬潮流控制器的輸出電阻相乘，再與基準(zhǔn)潮流控制器的額定功率相除之后，同基準(zhǔn)潮流控制器的輸出功率與從屬潮流控制器的輸出阻抗的乘積做差，差值再與空載電壓相乘，得到信號(hào)2。將信號(hào)1與信號(hào)2相加得信號(hào)3。從屬潮流控制器的額定容量與輸出功率信號(hào)相減，差值做分母，與信號(hào)3相除，所得信號(hào)就是從屬控制器得反下垂系數(shù)。使用得到的反下垂控制信號(hào)，進(jìn)行反下垂控制。

交直流混合微網(wǎng)在功率波動(dòng)時(shí)，在基準(zhǔn)潮流控制器的帶動(dòng)和從屬潮流控制器的配合下，交直流混合微網(wǎng)的潮流控制器不斷的調(diào)整相應(yīng)的反下垂系數(shù)。最終達(dá)到穩(wěn)定各潮流控制器輸出電壓的同時(shí)，潮流控制器可以按照相應(yīng)額定容量的百分比進(jìn)行功率分配的目的。

本發(fā)明的交直流混合微網(wǎng)潮流控制器的分散協(xié)調(diào)控制方法，在交直流混合微網(wǎng)線路電阻大于電抗的情況下，采用反下垂控制，利用潮流控制器中有功和電壓的關(guān)系，在保證基準(zhǔn)潮流控制器輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定電壓的情況下，使各潮流控制器按照額定容量的百分比進(jìn)行功率的精確分配。計(jì)算反下垂系數(shù)公式的推導(dǎo)過(guò)程如下：

為了實(shí)現(xiàn)潮流控制器能夠按照額定容量進(jìn)行功率分配，各從屬潮流控制器的輸出有功功率需滿足：

式中，pi表示第i臺(tái)從屬潮流控制器按照額定容量比實(shí)際輸出的有功功率，p所有潮流控制器的實(shí)際輸出有功功率的總和，prefi表示第i臺(tái)潮流控制器的額定有功功率

基準(zhǔn)潮流控制器的輸出有功功率需滿足：

式中，p1表示基準(zhǔn)潮流控制器按照額定容量比實(shí)際輸出的有功功率，pref1表示基準(zhǔn)潮流控制器的額定有功功率。

聯(lián)立公式(1)和(2)，可得：

再根據(jù)傳統(tǒng)的反下垂關(guān)系式：

e1-eref＝kp1(pref1-p1)(4)

ei-eref＝kpi(prefi-pi)(5)

式中，kp1表示基準(zhǔn)潮流控制器的反下垂系數(shù)，pref1表示基準(zhǔn)潮流控制器的額定有功功率值，p1表示基準(zhǔn)潮流控制器實(shí)際輸出的有功功率值，e1表示基準(zhǔn)潮流控制器的輸出電壓值，kpi表示第i臺(tái)從屬潮流控制器的反下垂系數(shù)，prefi表示第i臺(tái)潮流控制器的額定有功功率值，ei表示從屬潮流控制器的輸出電壓值，eref表示潮流控制器的設(shè)定電壓值。

上式為潮流控制器輸出有功功率與輸出電壓的關(guān)系式，式中，ri表示第i臺(tái)潮流控制器與交流母線之間的線路電阻值，u0表示交流母線的電壓值。因?yàn)閑i與eref的值差別很小，所以公式進(jìn)行簡(jiǎn)化可得：

聯(lián)立公式(1)、(2)、(4)和(5)，在保證潮流控制器輸出有功按額定容量比分配的情況下，可得：

將公式(7)進(jìn)行整理，可得：

為了確保有功功率分配精度，第i個(gè)從屬潮流控制器的反下垂系數(shù)與基準(zhǔn)潮流控制器的反下垂系數(shù)的關(guān)系應(yīng)當(dāng)滿足上面的關(guān)系式。利用基準(zhǔn)潮流控制器的反下垂系數(shù)和輸出功率，可以得到相應(yīng)的從屬潮流控制器的反下垂系數(shù)。所以，第i臺(tái)潮流控制器只要得到基準(zhǔn)潮流控制器的反下垂系數(shù)和輸出功率，就可以確定本臺(tái)潮流控制器的反下垂系數(shù)，從而確定輸出電壓，保證有功功率按額定容量比精確分配。

下面給出實(shí)例：

本發(fā)明的交直流混合微網(wǎng)潮流控制器的分散協(xié)調(diào)控制方法，應(yīng)用在交直流混合微網(wǎng)中，在交流母線和直流母線之間，往往存在著一個(gè)或者多個(gè)潮流控制器，為了交直流混合微網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和可擴(kuò)建性，各潮流控制器的額定容量可能存在差異。為了驗(yàn)證本發(fā)明方法的通用性，考慮最一般的情況，假設(shè)各潮流控制器的額定容量均不相同，且到交流母線的線路阻抗也不一致。在這種情況下，使用基于自適應(yīng)逆反下垂的協(xié)調(diào)控制方法，通過(guò)對(duì)各臺(tái)潮流控制器的設(shè)計(jì)，使得交直流混合微網(wǎng)在負(fù)荷有功功率波動(dòng)的情況下，基準(zhǔn)潮流控制器能在保證輸出電壓等于電壓設(shè)定值的同時(shí)，所有潮流控制器都能按照額定容量的百分比進(jìn)行功率的精確分配。

設(shè)計(jì)一個(gè)交直流混合微網(wǎng)，在微網(wǎng)的交流母線和直流母線之間，設(shè)計(jì)三臺(tái)潮流控制器，三臺(tái)潮流控制器的額定容量不同，輸出端到交流母線側(cè)的線路阻抗也不同?？紤]交直流混合微網(wǎng)在離網(wǎng)條件下，負(fù)荷有功功率先突然上升，再突然下降，使用本發(fā)明的潮流控制器的控制方法，觀測(cè)基準(zhǔn)潮流控制器的輸出電壓和所有潮流控制器的輸出有功功率。

在三臺(tái)潮流控制器中，任意選擇一臺(tái)潮流控制器作為基準(zhǔn)潮流控制器，假設(shè)選擇編號(hào)為2的潮流控制器作為基準(zhǔn)潮流控制器。將基準(zhǔn)潮流控制器的輸出電壓和設(shè)定電壓作為輸入量，設(shè)定電壓與輸出電壓的差值乘以反下垂系數(shù)之后就構(gòu)成了有功功率的差值，有功功率差值在加上初始有功功率，就形成參考(設(shè)定)電流，形成的參考(設(shè)定)電流經(jīng)過(guò)電流內(nèi)環(huán)控制之后構(gòu)成輸出，基準(zhǔn)潮流控制器輸出三相交流電。而對(duì)于基準(zhǔn)潮流控制器中反下垂系數(shù)的獲取，需要將基準(zhǔn)潮流控制器的參考電壓作為輸入量，經(jīng)過(guò)逆控制之后得到反下垂系數(shù)kp1，使用得到的反下垂系數(shù)進(jìn)行以上控制之后，可以得到基準(zhǔn)潮流控制器的實(shí)際輸出電壓，將此電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波器，可以得到反下垂系數(shù)k'p1，將這兩個(gè)反下垂系數(shù)作差，將差值作為自適應(yīng)算法的輸如，自適應(yīng)算法通過(guò)不斷計(jì)算調(diào)整權(quán)重系數(shù)，從而影響自適應(yīng)逆控制器的輸出信號(hào)。在負(fù)荷功率波動(dòng)的情況下，迅速調(diào)節(jié)反下垂系數(shù)，達(dá)到基準(zhǔn)潮流控制器的輸出電壓保持在設(shè)定電壓的目的。

將交直流混合微網(wǎng)中的其它潮流控制器設(shè)計(jì)為從屬潮流控制器，從屬控制單元的設(shè)計(jì)如下：將基準(zhǔn)潮流控制器的反下垂系數(shù)和輸出有功功率作為從屬控制單元的輸入量，通過(guò)反下垂系數(shù)公式，計(jì)算出從屬潮流控制器的反下垂系數(shù)。再將從屬潮流控制器的輸出電壓作為輸入量，將設(shè)定電壓和輸出電壓相減，其差值與反下垂系數(shù)相乘之后就得到了有功功率的偏差，偏差值在加上初始有功功率形成電流內(nèi)環(huán)的輸入信號(hào)，在經(jīng)過(guò)電流內(nèi)環(huán)控制之后構(gòu)成輸出，從而從屬潮流控制器輸出三相交流電。

為驗(yàn)證本發(fā)明的交直流混合微網(wǎng)潮流控制器的分散協(xié)調(diào)控制方法的正確性和可行性，建立交直流混合微網(wǎng)，其中直流母線電壓為560v，交流母線的電壓等級(jí)為380v(線電壓)。在交流母線和直流母線之間，安置了三臺(tái)潮流控制器，其額定容量分別為100kva、150kva和50kva。各臺(tái)潮流控制器的濾波裝置均選擇lc濾波器，其中參數(shù)分別設(shè)計(jì)為l＝56mh，c＝50μf。各臺(tái)潮流控制器到交流母線的線路電阻為0.6ω，0.48ω，0.36ω。線路電感分別為2.04×10^-4h、1.632×10^-4h和1.224×10^-4h。各潮流控制器交流母線的并網(wǎng)點(diǎn)間阻抗分別0.06+j0.0094ω。仿真在0.5s時(shí)再投入30kw的負(fù)荷，在1.0s時(shí)退出60kw的負(fù)荷。觀察并分析基準(zhǔn)潮流控制器的輸出電壓和所有潮流控制器的輸出有功功率。

圖5為三臺(tái)潮流控制器輸出的有功功率，可以看到，在三臺(tái)潮流控制器的輸出有功功率均按照額定容量的百分比進(jìn)行功率的精確分配，在負(fù)荷波動(dòng)之后，輸出有功功率在經(jīng)過(guò)0.22s波動(dòng)之后，也能夠達(dá)到功率精確分配的目的。圖6為第二臺(tái)潮流控制器與第一臺(tái)潮流控制器輸出有功功率之比，圖7為第三臺(tái)潮流控制器與第一臺(tái)潮流控制器輸出有功功率之比。從以上兩圖可以更加有效地驗(yàn)證本發(fā)明方法的正確性。圖8為潮流控制器2輸出電壓的有效值，可以看到，輸出相電壓的峰值都保持在220v附近，而且三臺(tái)潮流控制器的輸出電壓基本保持一致，在負(fù)荷發(fā)生波動(dòng)的情況下，輸出電壓也發(fā)生了波動(dòng)，但是在波動(dòng)0.16s之后，潮流控制器2的輸出電壓又保持在了設(shè)定電壓值附近。圖9和圖10為潮流控制器2分別在0.5s和1.0s時(shí)刻的輸出電壓波形?？梢则?yàn)證，在負(fù)荷波動(dòng)的情況下，基準(zhǔn)潮流控制器的輸出電壓經(jīng)過(guò)波動(dòng)之后達(dá)到之前的設(shè)定狀態(tài)。

由仿真結(jié)果可知，應(yīng)用本發(fā)明的方法，在負(fù)荷波動(dòng)的情況下，基準(zhǔn)潮流控制器能夠在保持輸出電壓等于電壓設(shè)定值，而且達(dá)到了按照額定容量百分比進(jìn)行功率的精確分配的目的。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。