一种基于下垂控制的自动控制设备及其控制方法
专利汇可以提供一种基于下垂控制的自动控制设备及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于下垂控制的自动控制设备及其控制方法，包括中央 控制器 、参数检测模 块 、多个并联连接的分布式电源，与所述分布式电源连接的变流器，所述变流器通过 LC 滤波器 连接 母线 ，所述母线连负载，所述参数检测模块包括 电压 检测单元、 电流 检测单元、 相位 检测单元，将检测的变流器输出的电压、电流和相位传输给所述中央控制器，所述中央控制器包括接收单元、变换单元、参数调节单元、驱动单元，所述参数调节单元通过调节下垂控制参数、协调控制系数、比例积分系数，实现分布式电源的功率自动控制。本发明能够实现分布式电源的单个功率的自动精准控制，实现多并联分布式电源进行协调配合的准确自动控制。，下面是一种基于下垂控制的自动控制设备及其控制方法专利的具体信息内容。
1.一种基于下垂控制的自动控制设备，其特征在于，包括中央控制器、参数检测模块、多个并联连接的分布式电源，与所述分布式电源连接的变流器，所述变流器通过LC滤波器连接母线，所述母线连负载，所述参数检测模块包括电压检测单元、电流检测单元、相位检测单元，将检测的变流器输出的电压、电流和相位传输给所述中央控制器，所述中央控制器包括接收单元、变换单元、参数调节单元、驱动单元，所述参数调节单元通过调节下垂控制参数、协调控制系数、比例积分系数，实现分布式电源的功率自动控制。
2.如权利要求1所述的基于下垂控制的自动控制设备，其特征在于，所述接收单元连接所述参数检测模块，用于接收所述参数检测模块检测的参数，将参数进行错误剔除后传输到所述变换单元，所述变换单元将电流、电压数据进行dq变换后输送到参数调节单元，所述参数调节单元包括第一子单元、第二子单元、第三子单元，所述第一子单元用于计算LC滤波器的d轴和q轴电压以及设置其下垂控制系数，所述第二子单元用于确定相位角以及相位角的下垂控制系数、PI相位角的控制系数中的比例系数和积分系数，根据确定的系数确定参考相位；所述第三子单元接收所述第一子单元和第二子单元的计算结果，计算分布式电源d轴和q轴的传递函数，并依据传递函数确定的电压参考值通过dq反变换生成控制分布式电源变流器的控制信号传输给所述驱动单元。
3.如权利要求1所述的基于下垂控制的自动控制设备，其特征在于，所述参数调节单元与所述驱动单元通过无线方式进行信号传递。
4.如权利要求2所述的基于下垂控制的自动控制设备，其特征在于，所述第一子单元通过如下方式进行计算：
Vc＝Vcd+j·Vcq
Iz＝Izd+j·Izq
其中，Vc为LC滤波器的电容电压，Vcd为电容d轴电压，Vcq为电容q轴电压，Iz为流向负载的电流，Izd为流向负载的d轴电流，Izq为流向负载的q轴电流；
通过第一子单元确定K1、K2；并将K1、K2传输到第三子单元中；其中， 为下垂控制d轴电压， 为LC滤波器的电容参考d轴电容电压，Id为反馈d轴电流， 为LC滤波器的电容参考q轴电容电压，K1为d轴下垂控制参数，K2为q轴下垂控制参数。
5.如权利要求4所述的基于下垂控制的自动控制设备，其特征在于，所述第二子单元通过如下方式进行计算：
δq＝δ0-K3·P
P＝Vcd×Izd
其中， 为下垂控制d轴电压， 为LC滤波器的电容参考d轴电容电压，Id为反馈d轴电流， 为LC滤波器的电容参考q轴电容电压，K1为d轴下垂控制参数，K2为q轴下垂控制参数；δq为相位角参考值，δ0为分布式式电源空载是的相位角参考值，P为分布式电源输出到负载的有功功率， 为分布式电源实际输出相位角参考值，δbus为母线上的相位角；通过可求出相位参考值ω*：
其中，K3为相位角下垂控制参数；Kp_δq为q轴PI相位角控制器的比例系数；Ki_δq为q轴PI相位角控制器的积分系数；通过所述第二子单元能够计算出相位参考值ω*、Kp_δq、Ki_δq、K3，并将Kp_δq、Ki_δq、K3传输到第三子单元。
6.如权利要求5所述的基于下垂控制的自动控制设备，其特征在于，所述第三子单元接收所述第一子单元和第二子单元计算的参数，并通过如下方式进行计算：
其中，Kp_vd为d轴PI电压控制器的比例系数，Ki_vd为d轴PI电压控制器的积分系数，C为LC滤波电容值，K1为LC滤波器电容d轴下垂控制参数，K2为LC滤波器电容q轴下垂控制参数；
Kp_id为d轴PI电流控制器的比例系数，Ki_id为d轴PI电流控制器的积分系数；
A＝α(C·Rf+K3·Kp_δq·K2·C·Kp_vq·Kp_w)
B＝β(1+Kp_δq·Kp_vq·Kp_w+K3·Ki_δq·K2·C·Ki_vq·Kp_w)
其中，Kp_vq为q轴PI电压控制器的比例系数，Ki_vq为q轴PI电压控制器的积分系数，Kp_w为频率控制器的控制系数，C为LC滤波电容值，Lf为LC滤波器的电感值，K3为相位角下垂控制参数；Ki_δq为q轴PI相位角控制器的积分系数；α、β为中央控制器协调控制系数，Rf为传输线路的等值电阻，Kp_δq为q轴PI相位角控制器的比例系数；通过所述第三子单元调节α、β能够整体调节多个并联分布式电源进行整体配合联动，实现多个并联分布式电源一体协调自动控制。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述基于下垂控制的自动控制设备的控制方法，其特征在于，
接收单元接收所述参数检测模块检测的参数，将参数进行错误剔除后传输到所述变换单元；
变换单元将电流、电压数据进行dq变换后输送到参数调节单元，所述参数调节单元包括第一子单元、第二子单元、第三子单元，所述第三子单元接收所述第一子单元和第二子单元的计算结果，调节所述协调控制系数，确定分布式电源d轴和q轴的传递函数，并依据传递函数确定的电压参考值通过dq反变换后，生成控制分布式电源变流器的控制信号，将控制信号通过无线方式传输给所述驱动单元；
所述分布式电源执行驱动单元的驱动信号，实现分布式电源的功率自动控制。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第一子单元通过如下方式进行计算：
Vc＝Vcd+j·Vcq
Iz＝Izd+j·Izq
其中，Vc为LC滤波器的电容电压，Vcd为电容d轴电压，Vcq为电容q轴电压，Iz为流向负载的电流，Izd为流向负载的d轴电流，Izq为流向负载的q轴电流；
通过第一子单元确定K1、K2；并将K1、K2传输到第三子单元中；其中， 为下垂控制d轴电压， 为LC滤波器的电容参考d轴电容电压，Id为反馈d轴电流， 为LC滤波器的电容参考q轴电容电压，K1为d轴下垂控制参数，K2为q轴下垂控制参数；
所述第二子单元通过如下方式进行计算：
δq＝δ0-K3·P
P＝Vcd×Izd
其中， 为下垂控制d轴电压， 为LC滤波器的电容参考d轴电容电压，Id为反馈d轴电流， 为LC滤波器的电容参考q轴电容电压，K1为d轴下垂控制参数，K2为q轴下垂控制参数；δq为相位角参考值，δ0为分布式式电源空载是的相位角参考值，P为分布式电源输出到负载的有功功率， 为分布式电源实际输出相位角参考值，δbus为母线上的相位角；通过可求出相位参考值ω*：
其中，K3为相位角下垂控制参数；Kp_δq为q轴PI相位角控制器的比例系数；Ki_δq为q轴PI相位角控制器的积分系数；通过所述第二子单元能够计算出相位参考值ω*、Kp_δq、Ki_δq、K3，并将Kp_δq、Ki_δq、K3传输到第三子单元；
所述第三子单元接收所述第一子单元和第二子单元计算的参数，并通过如下方式进行计算：
其中，Kp_vd为d轴PI电压控制器的比例系数，Ki_vd为d轴PI电压控制器的积分系数，C为LC滤波电容值，K1为LC滤波器电容d轴下垂控制参数，K2为LC滤波器电容q轴下垂控制参数；
Kp_id为d轴PI电流控制器的比例系数，Ki_id为d轴PI电流控制器的积分系数；
A＝α(C·Rf+K3·Kp_δq·K2·C·Kp_vq·Kp_w)
B＝β(1+Kp_δq·Kp_vq·Kp_w+K3·Ki_δq·K2·C·Ki_vq·Kp_w)
其中，Kp_vq为q轴PI电压控制器的比例系数，Ki_vq为q轴PI电压控制器的积分系数，Kp_w为频率控制器的控制系数，C为LC滤波电容值，Lf为LC滤波器的电感值，K3为相位角下垂控制参数；Ki_δq为q轴PI相位角控制器的积分系数；α、β为中央控制器协调控制系数，Rf为传输线路的等值电阻，Kp_δq为q轴PI相位角控制器的比例系数；通过所述第三子单元调节α、β能够整体调节多个并联分布式电源进行整体配合联动，实现多个并联分布式电源一体协调自动控制。
一种基于下垂控制的自动控制设备及其控制方法
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