一种基于虚拟振荡器控制器的微电网运行模式平滑切换方法与流程

技术特征：
1.一种基于虚拟振荡器控制器的微电网运行模式平滑切换方法，其特征在于，微电网由逆变器、lcl滤波器、虚拟振荡控制器和并网开关组成，逆变器经过lcl滤波器连接至微电网，所述方法包括：基于全逆变器微电网的稳态指标确定全逆变器微电网的关键控制参数；逆变器并网启动后，实时量测逆变器的出口电流，将逆变器的出口电流与参考电流之间的差值输入至虚拟振荡控制器，控制逆变器功率输出的跟随给定值；在并网运行模式下，当上级电网发生扰动断开连接后，逆变器进入离网运行模式，当逆变器需要重新并网运行时，基于预同步时间要求确定逆变器的预同步参数，同时使虚拟振荡控制器的输入变为逆变器的出口电压与网侧电压的差值，等待相位同步；当逆变器的出口电压与网侧电压之间的相位差小于某一阈值ε后，并网开关切换，逆变器切换至并网运行模式，控制开关切换，虚拟振荡控制器输入重新变为逆变器的出口电流，保证逆变器并网运行模式下的有功出力跟随给定值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的基于全逆变器微电网的稳态指标确定全逆变器微电网的关键控制参数，包括：虚拟振荡器控制器在αβ坐标系下的状态空间方程：取得到式(1)在极坐标系下的控制方程：得到式(1)在极坐标系下的控制方程：从式(2)与式(3)可以看出，待确定的全逆变器微电网的关键控制参数为：v
ref
、ω
g
、ρ、σ、其中v
ref
为额定电压幅值；ω
g
＝2πf
g
，为额定角频率；ρ为输入电流的缩放系数；σ为稳定速度参数；为旋转角度，取值决定了逆变器稳态的下垂特性。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的基于预同步时间要求确定预同步参数，包括：hopf型虚拟振荡器控制器下的逆变器，在参数选取合理的情况下，由并网模式切换为离网模式时无需更改控制结构，在由离网模式向并网模式切换前，需要切换控制器的反馈输入量进行预同步；在进行预同步前，虚拟振荡器控制器的输入切换为：
其中[u1,u2]为虚拟振荡器控制器的输入；κ为预同步参数，由预同步时间决定；[v
α
,v
β
]为逆变器端口电压在αβ坐标系下的分量；[v
g,α
,v
g,β
]为电网电压在αβ坐标系下的分量；则虚拟振荡器控制器的控制方程变为：取取且假设预同步过程中v≈v
g
，则取相位差δ＝θ
g-θ，则对式(13)在平衡点δ
eq
处分析，得：从式(14)得出，δ
eq,1
＝0为稳定平衡点，δ
eq,2
＝π为不稳定平衡点，相角差会逐步减小为0，实现自发的预同步；为了不失一般性，定义δ由0.9π减小至0.1π的时间为t
sync
，对式(13)积分可得：根据式(15)来选取预同步参数κ。

技术总结
本发明提供了一种基于虚拟振荡器控制器的微电网运行模式平滑切换方法。该方法包括：基于全逆变器微电网的稳态指标确定逆变器的关键控制参数；逆变器并网启动后，将逆变器的出口电流与参考电流之间的差值输入至虚拟振荡控制器；逆变器进行预同步操作时，基于预同步时间要求确定逆变器的预同步参数，同时改变控制器的输入为逆变器出口电压与电网电压的差值；当逆变器的出口电压与网侧电压之间的相位差小于某一阈值ε后，并网开关切换，逆变器切换至并网运行模式，虚拟振荡控制器输入重新变为逆变器的出口电流。本发明考虑电网稳态电压频率指标与预同步时间要求，实现微电网运行模式的平滑切换，保障电网内重要负荷的不间断供电。供电。供电。


技术研发人员：许寅 王颖 黄鑫 王赛一 史亚帆
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：2022.12.12
技术公布日：2023/3/10