一种基于下垂控制的逆变器功率补偿方法与流程

技术特征：
1.一种基于下垂控制的逆变器功率补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：获取发电机实时最大供电功率、实时负载功率；s2：比较发电机实时最大供电功率与实时负载功率，当发电机实时最大供电功率＜实时负载功率时，电池进行放电，包括以下步骤：s23：计算电池下垂控制有功功率控制系数；s24：以电池下垂控制有功功率控制系数，计算实时负载功率下的电池下垂控制输出参考电压；s25：将所述电池下垂控制输出参考电压输入至电池电压综合点，结合发电机母线升压变换回路电压反馈值，得到第一参考偏差量，将所述第一参考偏差量输入至电池pi调节器，输出电池boost升压回路占空比一；s26：将所述占空比一输入第一pwm生成定时器，输出电池boost升压回路pwm驱动方波一；s27：将所述驱动方波一输入电池boost升压回路igbt驱动模块，对所述驱动方波一进行放大，将放大后的驱动方波一反馈至电池boost升压回路igbt驱动模块，得到电池输出端电压；s28：用电池输出端电压计算电池实时输出功率，并计算发电机实时最大供电功率与电池实时输出功率之和，得到第一功率；s29：比较所述第一功率与实时负载功率，当所述第一功率＝实时负载功率时，保持发电机和电池放电运行；当所述第一功率＜实时负载功率时，返回执行步骤s25。2.根据权利要求1所述的一种基于下垂控制的逆变器功率补偿方法，其特征在于，计算电池下垂控制有功功率控制系数包括以下步骤：s231：计算发电机实时最大供电功率与实时负载功率差值的绝对值，设为第一差值；s232：根据所述第一差值，确定发电机的下垂控制有功功率控制系数；s233：用发电机下垂控制有功功率控制系数计算电池下垂控制有功功率控制系数。3.根据权利要求2所述的一种基于下垂控制的逆变器功率补偿方法，其特征在于，所述第一差值与发电机的下垂控制有功功率控制系数的对应关系如下，k
gent_m
=m
i
，p
error
∈（p
i
，p
i 1
）式中，k
gent_m
为发电机下垂控制有功功率控制系数；m
i
为发电机的下垂控制有功功率控制系数的具体值，i≥1且为自然数；p
error
为所述第一差值；p
i
、p
i 1
均为区间值。4.根据权利要求3所述的一种基于下垂控制的逆变器功率补偿方法，其特征在于，计算电池下垂控制有功功率控制系数的公式如下，k
bat_m
=p
error
*k
gent_m
/p
gent
式中，k
bat_m
为电池下垂控制有功功率控制系数；p
gent
为发电机实时输出的有功功率。5.根据权利要求4所述的一种基于下垂控制的逆变器功率补偿方法，其特征在于，所述电池下垂控制输出参考电压计算公式如下，v
bat_dc
=u
_dc-k
bat_m
*p
bat
式中，v
bat_dc
为所述电池下垂控制输出参考电压；u
_dc
为逆变器输入端母线升压期望值；k
bat_m
为电池下垂控制有功功率控制系数；p
bat
为电池实时输出功率。
6.根据权利要求5所述的一种基于下垂控制的逆变器功率补偿方法，其特征在于，在步骤s24之后还包括以下步骤：s241：比较所述电池下垂控制输出参考电压v
bat_dc
与1.15倍的所述逆变器输入端母线升压期望值u
_dc
，当v
bat_dc
≥1.15*u
_dc
时，则v
bat_dc
=1.15*u
_dc
，否则v
bat_dc
为所述电池下垂控制输出参考电压的计算值。7.根据权利要求1所述的一种基于下垂控制的逆变器功率补偿方法，其特征在于，在步骤s2中，还包括以下步骤：当发电机实时最大供电功率=实时负载功率时，保持发电机供电运行；当发电机实时最大供电功率＞实时负载功率时，电池进行充电，包括以下步骤：s21：获取实时的电池荷电状态；s22：判断所述电池荷电状态的大小，当所述电池荷电状态≥90%时，对电池进行恒压充电，包括以下步骤：s221：获取所述电池荷电状态对应的电池允许的充电电压；s222：以所述电池允许的充电电压对电池进行恒压充电，当电池荷电状态达到100%时，电池停止充电，保持发电机供电运行；当所述电池荷电状态＜90%时，对电池进行恒流充电，包括以下步骤：s223：获取所述电池荷电状态对应的电池恒流充电电流；s224：以所述电池恒流充电电流对电池进行恒流充电，当所述电池荷电状态≥90%时，返回执行步骤s221。8.根据权利要求7所述的一种基于下垂控制的逆变器功率补偿方法，其特征在于，在步骤s221中，获取所述电池荷电状态对应的电池允许的充电电压，包括以下步骤：s2211：获取恒压充电的参考电压；s2212：将所述恒压充电的参考电压输入至电池电压综合点，结合电池实时电压反馈值，得到第三参考偏差量，将所述第三参考偏差量输入至母线降压斩波回路电压pi调节器，输出母线降压斩波回路占空比三；s2213：将所述占空比三输入第三pwm生成定时器，输出母线降压斩波回路pwm驱动方波三；s2214：将所述驱动方波三输入母线降压斩波回路igbt驱动模块，对所述驱动方波三的驱动波形进行放大，将放大后的驱动方波三反馈至母线降压斩波回路igbt驱动模块，得到电池允许的充电电压。9.根据权利要求7所述的一种基于下垂控制的逆变器功率补偿方法，其特征在于，在步骤s223中，获取所述电池荷电状态对应的电池恒流充电电流，包括以下步骤：s2231：计算发电机多余功率可提供的最大充电电流；s2232：获取当前电池允许的最大充电电流；s2233：比较发电机多余功率可提供的最大充电电流和当前电池允许的最大充电电流，保留二者中的较小值，作为恒流充电的参考电流；s2234：将所述恒流充电的参考电流输入至电池电流综合点，结合电池实时电流反馈值，得到第四参考偏差量，将所述第四参考偏差量输入至母线降压斩波回路电流pi调节器，输出母线降压斩波回路占空比四；
s2235：将所述占空比四输入第三pwm生成定时器，输出母线降压斩波回路pwm驱动方波四；s2236：将所述驱动方波四输入母线降压斩波回路igbt驱动模块，对所述驱动方波四的驱动波形进行放大，将放大后的驱动方波四反馈至母线降压斩波回路igbt驱动模块，得到电池恒流充电电流。10.根据权利要求3所述的一种基于下垂控制的逆变器功率补偿方法，其特征在于，区间值的计算公式如下：p1=0，p
i 1
=p
error_max
*i/n式中，p
error_max
表示电池当前可提供的最大可补偿功率；n表示区间数量，n≥3且为奇数；1≤i≤n。

技术总结
本申请提供有一种基于下垂控制的逆变器功率补偿方法，通过获取发电机实时最大供电功率和实时负载功率，当发电机实时最大供电功率＜实时负载功率时，通过实时修改发电机下垂控制有功功率控制系数，并根据发电机下垂控制有功功率控制系数确定电池下垂控制有功功率控制系数，利用逆变器下垂控制器的自适应特性，保证了发电机功率的充分利用，合理分配电池放电补功功率，实现了在发电机功率不足情况下，根据实时负载功率需求进行功率自动补偿的功能，及时满足负载功率的变化需求，从而有效抑制了随着负载功率的增加导致逆变器输入端母线电压和输出端电压剧烈波动，防止发电机功率过载损坏设备，提高了逆变器运行电压的稳定性。性。性。


技术研发人员：李练兵 宋清翔 康伟伟 李峰 杨海跃 高丽娟 郗兵
受保护的技术使用者：国网河北省电力有限公司衡水供电分公司
技术研发日：2022.03.24
技术公布日：2022/6/7