發(fā)布時(shí)間：2021-03-31 16:10

　　逆變型分布式電源（Inverter-Interfaced Distributed Generation, IIDG）在電網(wǎng)電壓跌落時(shí)可能存在電流越限、切機(jī)等風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)而影響其自身和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)此,提出一種考慮不同運(yùn)行場(chǎng)景的IIDG控制策略。首先,以相電壓幅值為約束條件,構(gòu)建了基于正序分量的電壓支撐方程,實(shí)現(xiàn)了正序電壓的最大化支撐。其次,為保證逆變器在安全的前提下充分利用自身容量,提出一種考慮電壓跌落程度和IIDG有功出力大小的場(chǎng)景區(qū)分方法。然后,根據(jù)不同場(chǎng)景下的電流注入模式和控制目標(biāo)推導(dǎo)參考電流,使IIDG兼具電壓支撐、電流限幅能力。同時(shí),通過(guò)輸出有功功率和負(fù)序無(wú)功功率,提升了系統(tǒng)穩(wěn)定性,降低了電壓不平衡度。最后,基于Matlab/Simulink搭建了含IIDG的仿真模型,算例結(jié)果驗(yàn)證了所提策略的有效性。 

【文章來(lái)源】：電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2020,48(20)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

IIDG拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)Fig.1TopologyandcontrolsystemofIIDG

劍?僥芡頻汲雎?憧刂頗勘晁??的參考電流，將在下節(jié)進(jìn)行詳細(xì)討論。3基于場(chǎng)景區(qū)分的IIDG控制算法考慮到IIDG有功出力大小和電網(wǎng)電壓跌落程度等因素，系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出不同的運(yùn)行場(chǎng)景。為保證IIDG在任何場(chǎng)景下均能實(shí)現(xiàn)限流和電壓支撐，并盡可能地注入有功功率以維持系統(tǒng)穩(wěn)定，需要對(duì)運(yùn)行場(chǎng)景進(jìn)行劃分，以推導(dǎo)出不同場(chǎng)景下的參考電流，實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。本文控制算法的流程如圖2所示。首先，采用二階廣義積分器(SecondOrderGeneralizedIntegrator,SOGI)對(duì)實(shí)時(shí)量測(cè)的電壓、電流進(jìn)行正負(fù)序分離，圖2IIDG控制算法流程Fig.2FlowchartofIIDGcontrolalgorithm并利用初始參考電流來(lái)反映電壓跌落及IIDG有功輸出情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行場(chǎng)景的區(qū)分。然后，根據(jù)控制目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)先級(jí)，確定各個(gè)場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的參考電流注入模式。最后，結(jié)合場(chǎng)景區(qū)分結(jié)果和參考電流注入模式計(jì)算最終的參考電流，以實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。3.1運(yùn)行場(chǎng)景區(qū)分依據(jù)由于正序電壓支撐和有功功率控制分別為本文所提策略的主、次目標(biāo)，在考慮場(chǎng)景區(qū)分時(shí)，將電壓跌落程度和IIDG有功出力情況作為區(qū)分的依據(jù)。當(dāng)正序電壓跌落至0.9倍額定電壓以下時(shí)，控制系統(tǒng)即開(kāi)始計(jì)算初始正序有功、無(wú)功參考電流p_iniI和q_iniI。其中，q_iniI由電壓支撐目標(biāo)得到，通過(guò)比較q_iniI和電流限值limI，可間接、直觀地反映電壓跌落程度，并作為電壓跌落程度的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。而初始正序有功參考電流p_iniI由有功控制目標(biāo)得到，可間接反映IIDG有功出力的大校需要注意的是，只有當(dāng)逆變器滿足電壓支撐目標(biāo)，同時(shí)具備輸出余量(q_inilimII)時(shí)，才對(duì)IIDG有功出力大小進(jìn)行評(píng)估。首先，建立如下方程22ini_ini_ini()()qpII

-14-電力系統(tǒng)保護(hù)與控制(iniI1.2p.u.)，故此場(chǎng)景下IIDG有功出力也較大。在算例3中，由于q_iniI和iniI均未超過(guò)1.2p.u.，故此場(chǎng)景區(qū)分為電壓跌落較小且IIDG有功出力較校4.2算例1：嚴(yán)重電壓跌落在t0.5s時(shí)，網(wǎng)側(cè)母線發(fā)生嚴(yán)重不對(duì)稱電壓跌落(gV0.5p.u.，gV0.2p.u.)，有功功率參考值refP設(shè)定為逆變器額定功率1p.u.。由圖3(a)和3(b)可知，采用PQ控制策略的IIDG在電壓跌落時(shí)不具備電壓支撐能力，V僅為0.48p.u.。而本文的控制方法能將PCC母線正序電壓V提升0.18p.u.，達(dá)到了0.66p.u.，能夠顯著提升IIDG的低壓穿越能力。如圖3(a)所示，由于電壓跌落較嚴(yán)圖3場(chǎng)景1下IIDG輸出特性Fig.3IIDGoutputperformanceunderscenario1重，同時(shí)受逆變器電流限幅的作用，PCC母線相電壓的最大值無(wú)法達(dá)到控制目標(biāo)所要求的1.1倍額定電壓(符合理論分析結(jié)果)。由圖3(c)和3(d)可以看出，PQ控制策略為維持恒定的有功功率輸出，會(huì)導(dǎo)致輸出電流嚴(yán)重越限。而利用本文的控制算法，可以很好地實(shí)現(xiàn)電流限幅，同時(shí)無(wú)功電流輸出的高優(yōu)先級(jí)也保證了較好的電壓支撐能力。然而，此場(chǎng)景下IIDG輸出有功功率平均值為零，即P為零。4.3算例2：電壓跌落較小而有功功率較大在t0.5s時(shí)，網(wǎng)側(cè)母線發(fā)生較小的不對(duì)稱電壓跌落(gV0.7p.u.，gV0.3p.u.)，有功功率參考值refP設(shè)定為逆變器額定功率1p.u.。由圖4(a)和4(b)知，此場(chǎng)景下本文的控制方法能夠在相電壓不越限的前提下，將PCC母線正序電壓V提高0.11p.u.，達(dá)到了0.81p.u.。如圖4(c)所示，由于有功功率參考值refP較大，傳統(tǒng)PQ控制會(huì)導(dǎo)致電流越限，而本文方法通?

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