[0057] 图5是本发明实施例的网侧电压下降时电压摄动装置输出功率曲线示意图；
[005引图6是本发明实施例的变换器单元内环电流控制框图；
[0059] 图7是本发明实施例的控制系统的总体架构图；
[0060] 图8是本发明实施例的带电压摄动装置的微电网结构图；
[0061] 图9是本发明实施例的电压摄动装置输出的相电压波形示意图；
[0062] 图10是本发明实施例的电压摄动装置输出的相电流波形示意图；
[0063] 图11是本发明实施例的补偿前微电网电压幅值波动波形示意图；
[0064] 图12是本发明实施例的补偿后微电网电压幅值波动波形示意图；
[0065] 图13是本发明实施例的电压摄动装置输出的有功功率波形示意图；
[0066] 图14是本发明实施例的电压摄动装置输出的无功功率波形示意图；
[0067] 图15是本发明实施例的电压摄动装置的硬件原理电路框图； W側图16是本发明实施例的微电网电压摄动控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0069] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对 本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并 不作为对本发明的限定。
[0070] 在本例中，提供了一种微电网电压摄动控制系统，如图1所示，包括：储能单元、变 换器单元、坐标变换和有功功率计算单元、功率控制器、电压控制器、自适应限幅器、电流控 制器、PWM发生器，下面对运几个组成单元的功能和相互之间的连接关系和信号流向进行说 明；
[0071] 1)储能单元，用于为微电网供电；
[0072] 2)变换器单元，与储能单元的输出端相连，用于调节储能单元的输出电流至满足 所述微电网的无功电流需求；
[0073] 3)坐标变换和有功功率计算单元，输入端与变换器单元的输出端相连，用于将所 述变换器单元输出的ABC坐标系上的变量转换至旋转坐标系dq上的变量，其中，所述坐标 变换和有功功率计算单元的输出端包括：有功电流反馈输出端、无功电流反馈输出端和有 功功率输出端； 阳074] 4)功率控制器，输入端与有功功率参考值相连，且与所述坐标变换和有功功率计 算单元的有功功率输出端相连，输出端包括：有功电流参考值输出端；
[007引 W电压控制器，输入端与微电网电压和微电网电压参考值相连，输出端包括：无 功电流参考值输出端；
[0076] 6)自适应限幅器，输入端与所述功率控制器的有功电流参考值输出端和所述电压 控制器的无功电流参考值输出端相连，用于对所述功率控制器输出的有功电流参考值和所 述电压控制器输出的无功电流参考值进行限幅，输出有功参考电流和无功参考电流；
[0077] 7)电流控制器，输入端与所述自适应性限幅器的输出端相连，且与所述坐标变换 和有功功率计算单元的有功电流反馈输出端和无功电流反馈输出端相连，用于对微电网的 有功电流和无功电流进行调节，使有功电流和无功电流能够跟踪所述有功参考电流和无功 参考电流，所述电流控制器的输出端输出的是电压控制信号；
[007引 8)PWM发生器，与所述电流控制器的输出端相连，用于对所述电压控制信号进行 PWM调制产生PWM波形，输入至所述变换器单元中。
[0079] 在本例中，提供了一种微电网电压摄动控制系统，在微电网中电压出现频繁波动 时，通过检测微电网中的电压和电流，应用电压控制摄动装置，使得大规模储能单元中的能 量转换成稳定微电网中的无功电流，使暂态电压能够恢复到正常水平，同时通过加入自适 应限幅器，使微电网电压能够在大范围波动时，更快地稳定在正常水平，从而保证了微电网 的安全可靠运行，本发明解决了现有技术中微电网中电压频繁波动和无功功率难W优化分 配的技术问题，达到了有效抑制微电网的电压波动，保证电压稳定运行的技术效果。
[0080] 下面结合图1，对上述几个组成单元的具体作用和工作原理进行说明： 阳0川 1)大规模储能单元（即，上述的储能单元）
[0082] 微电网中的大规模储能单元主要由多组各种类型电池组成，将风能和太阳能的能 量存储在电池中，用于微电网供电和平抑电压。
[0083] 2)变换器单元
[0084] 变换器单元可W由Ξ相电力电子变换器和滤波电抗组成，采用同步补偿器的基 本原理，将自换相桥式电路经一个串联电抗与微电网相连，根据输入微电网电压和有功功 率的指令，适当地调节其交流侧电流，W满足微电网无功电流需求，实现动态无功补偿的目 的，最终实现电压的快速稳定。具体的，该变换器单元中的Ξ相变换器将大规模储能单元的 能量变换为微电网电压摄动时所需补偿的能量，变换器单元中的滤波电抗用于滤除储能单 元中的直流功率转换为微电网交流无功功率时产生的高次谐波。
[0085] 具体的，变换器的结构可W如图2所示，由直流电容C、IGBT、滤波电感L和电阻R 等组成，控制器根据微电网电压波动情况，通过6个全控型开关器件构成的Ξ相变换器向 系统输入感性或容性无功电流，通过Ξ相变换器中设置的6个全控型开关器件IGBT可W在 PWM控制方法下更加快速地将直流电能变换为交流电能。
[0086] W Ua表不变换器输出电压UAa、UAb和Uac的空间矢量，W U康不微电网电压Usa、Usb、 Ug。的至间矢量。
[0087] 贝1J，变换器输出电压与直流侧电压的关系为：
[0088]
[0089] 其中，Μ为比例系数，Ud。为直流侧电压，δ为Ua和Us之间的夹角，均为可控量。
[0090] 从图2的变换器单元示意图，可W得出：
[0094] 由能量关系可得直流侧电压方程： 阳0巧]
[0096] 将公式1代入公式4中，并进行简化可得：
[0097]
[0098] 进一步的，可W得出ABC坐标系下的主电路单元的数学模型：
[0099]
阳100] 3)坐标变换和有功功率计算单元 阳101] 对上述公式6进行分析，可W得知变换器单元各变量的变化规律，公式6中的系数 随时间发生改变，分析求解时难度较大，因此，应用ABC/dq变换，将ABC坐标系上的变量转 换至旋转坐标系dq上的变量。假设Ξ相平衡，并取d轴方向与微电网电压空间矢量Us方 向一致，则进行dq坐标变换后的数学模型为： 阳 102]
阳10引其中，i康示dq坐标系中的d轴电流（内环电流控制器的有功电流反馈），iq表 示dq坐标系中的q轴电流（内环电流控制器的无功电流反馈），Um表示微电网相电压幅值。
[0104] 因公式7为常系数微分方程组，可W方便地对坐标变换和有功功率计算单元各个 变量进行分析求解，dq变换后单元等效电压为直流电压，为：
[0110] 因此，该单元输出d轴电流id，作为内环电流控制器的有功电流反馈，输出q轴电 流iq，作为内环电流控制器的无功电流反馈，输出有功功率P，作为外环功率控制器的有功 功率反馈。 阳111] 4)自适应限幅器
[0112] 当微电网电压波动时，为了实现暂态电压支撑能力的快速恢复，减小常规控制方 法对功率外环控制器输出参考电流限幅值的束缚，提出了一种自适应限幅器，其结构图如 图3所示，该自适应限幅器能在微电网电压波动，甚至故障时，根据功率外环控制器输出的 无功参考电流来动态调整有功参考电流的限幅值，使输出无功参考电流最大化，最终能更 快速地恢复微电网电压的稳定。
[0113] 如图3所示，该自适应限幅器可W包括：有功电流限幅电路、无功电流限幅电路、 第一平方处理电路、第二平方处理电路、第一累加电路、开平方处理电路、求最小值电路，其 中：有功电流限幅电路的输入端与功率控制器的有功电流参考值输出端相连，有功电流限 幅电路的输出端与求最小值电路的第一输入端相连；无功电流限幅电路的输入端与电压控 制器的无功电流参考值输出端相连，无功电流限幅电路的输出端为自适应限幅器的无功参 考电流输出端；第一平方处理电路的输入为变换器单元输出的参考电流限幅值，第一平方 处理电路的输出端与第一累加电路的正值输入端相连；第二平方处理电路的输入端与电压 控制器的无功电流参考值输出端相连，第二平方处理电路的输出端与第一累加电路的负值 输入端相连；第一累加电路的输出端与开平方处理电路的输入端相连，开平方处理电路的 输出端与求最小值电路的第二输出端相连；求最小值电路的输出端为自适应限幅器的有功 参考电流输出端。
[0114] 为了防止系统过电流，电流参考值通常要在外环功率控制器中进行限幅，变换器 输出的最大电流一般取额定电流的1. 5倍，即变换器输出的电流参考值的限幅条件为： 阳115]
[0116] 其中，4η表示变换器输出的参考电流限幅值，i。表示微电网侧交流电流的额定 值，参考电流限幅值包括有功参考电流限幅值ilim和无功参考电流限幅值ζ?πη，两者 之间的关系細足： 阳117]
[011引该自适应限幅器的工作原理如图3所示，由图3可W得出和的输出范围为：
阳121] 由上述公式13和公式14可知，在微电网电压下降的情况下，自适应限幅器输出 的参考电流轨迹如图4所示。在初始运行点D，自适应限幅器输出的参考电流与外环控制 器输出的参考电流相同，为4和^;当微电网电压小幅下降时，外环控制器输出的参考电 流仍在图4的半圆之内，系统将达到一个新的稳定运行点Μ，但是当