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专利号: 2017103471753
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于直流微电网的自适应多斜率下垂控制方法,其特征在于:直流微网控制系统中各微源变换器根据负荷量的轻重不同,对负荷电流进行分区控制,分别按照轻载区、额定负荷区和重载区配置相应的下垂系数,以此通过多斜率下垂改善母线电压偏差和提高均流性能。

2.根据权利要求1所述的一种用于直流微电网的自适应多斜率下垂控制方法,其步骤为:步骤一、根据直流母线电压偏差的约束条件,选定初始下垂系数Rd,然后对直流微网系统中负荷的区间进行分区,设定负荷的分段电流Iseti;根据直流微网系统中母线电压偏差ΔVbus的要求,求出系统的母线电压Vbus,再求解得出分段系数ki的取值;

步骤二、确定步骤一所述取值后,根据采样所得电流值,进行条件判断,选择对应负荷区的MSDC控制算法;

步骤三、将MSDC控制器输出的信号与电压反馈信号一起送入电压补偿控制器,最后经过电流控制器和PWM控制,输出PWM控制信号,作用于变换器的开关管,实现系统的MSDC控制。

3.根据权利要求2所述的一种用于直流微电网的自适应多斜率下垂控制方法,其特征在于:步骤一根据直流母线电压偏差的约束条件,选定初始下垂系数Rd,下垂系数的取值需要满足:Rdjioj≤ΔVmax

式中:ioj为第j个变换器模块的输出电流,Rdj为下垂系数,ΔVmax为允许的最大母线电压偏差。

4.根据权利要求2所述的一种用于直流微电网的自适应多斜率下垂控制方法,其特征在于:步骤一中额定负荷区分段电流设定点Iset1根据母线电压偏差选择,Iset1为ΔVmax/Rd,ΔVmax为允许的最大母线电压偏差,重载区的分段电流设定点Iset2取为Iset1的倍数关系。

5.根据权利要求2所述的一种用于直流微电网的自适应多斜率下垂控制方法,其特征在于:步骤一中根据直流微网系统中母线电压偏差ΔVbus的要求,求出系统的母线电压:Vbus=Vref(1-ΔVbus/Vref)

式中,Vbus为母线电压;Vref为系统参考电压;

当采用MSDC控制策略时,系统的直流母线电压计算公式为:

式中,Rcj为下垂系数和线路电阻之和;R为负载电阻;ki为分段系数,i=1、2;

通过上两式求解得出分段系数ki的取值为:

6.根据权利要求3-5任一项所述的一种用于直流微电网的自适应多斜率下垂控制方法,其特征在于:各微源变换器模块的MSDC控制器参数Vref、Rd、Iset1、Iset2、k1、k2设置相同。

7.根据权利要求6所述的一种用于直流微电网的自适应多斜率下垂控制方法,其特征在于:步骤二中轻载区要求母线电压偏差满足1%以内;额定负荷区要求母线电压偏差5%以内,均流误差10%以内;重载区要求均流误差5%以内,母线电压偏差5%以内。

8.根据权利要求7所述的一种用于直流微电网的自适应多斜率下垂控制方法,其特征在于:步骤二中轻载区控制方程设计为:Vbus=Vref-ioj(Rdj+Rlj)

额定负荷区控制方程调整为:

Vbus=Vref-ioj(Rdj+Rlj)-k1(ioj-Iset1)重载区控制方程调整为:

Vbus=Vref-ioj(Rdj+Rlj)-k2(ioj-Iset2)控制方程中:下标j表示为第j个变换器模块;Vbus为母线电压;Vref为系统参考电压;ioj为第j个变换器模块的输出电流;Rdj为下垂系数;Rlj为线路电阻;Iset1为额定负荷区分段电流设定点;Iset2为重载区的分段电流设定点;k1为额定负荷区分段系数;k2为重载区分段系数。

9.一种用于直流微电网的自适应多斜率下垂控制系统,其特征在于:所有微源变换器均有本地MSDC控制器,各微源模块将输出电流送入各自本地MSDC控制器,MSDC控制器借助数字控制器中的编程实现控制算法,将MSDC控制器输出信号与变换器模块的电压反馈信号一起送入电压补偿控制器,最后经过电流控制器和PWM控制器,输出PWM控制信号,作用于变换器的开关管,从而实现基于负荷分区配置的直流微网多斜率下垂控制。