[發明專利]基于主從策略的微網系統協調控制方法

無效

• 申請號: 201010158852.5
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN101931238A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 趙波;張雪松;郭力;童杭偉
• 申請（專利權）人: 浙江省電力試驗研究院;浙江省電力試驗研究院技術服務中心
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/38
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所 33206
• 代理人: 張建青

技術領域

本發明屬于電力系統分布式發電微網系統領域，尤其是一種以蓄電池儲能系統作為主電源的微網系統協調控制方法。

背景技術

將分布式發電供能系統以微網的形式接入大電網并網運行，與大電網互為支撐，是發揮分布式發電供能系統效能的最有效方式。微網是指由分布式電源、儲能裝置、能量變換裝置、相關負載和監控、保護裝置匯集而成的小型發配電系統，是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統，既可以與大電網并網運行，也可以孤立運行。

國內外在微網控制策略和控制模式方面，主要提出了三種控制策略：PQ控制策略、PV控制策略和V/f控制策略；同時，存在對微網的三種控制模式：對等控制模式、主從控制模式和基于多Agent的分層控制模式。目前開發的分布式電源的電力電子接口單元主要采用了電壓源型電壓控制PWM技術，核心的控制策略為功率(或頻率)下垂控制策略。電力電子接口單元除了可以感知所在連接點的電壓、電流信息之外，還可以接受中央控制器的電壓、功率(有功、無功)設定指令。不論是光伏并網逆變器，還是儲能并網逆變器，由于逆變控制裝置功能單一，只能適用于獨立分布式發電系統的并網控制，與微網系統的控制要求還有較大的距離。微網由于是多種能源的組合，供電和負載節點在地域上具有分散性，電能的傳輸具有波動性和不確定性，因此，要求微網中的逆變電源能夠適應這些條件的變化，具有強魯棒性和快速性，且要求可實現電能的雙向流動和靈活的潮流控制。現有的逆變產品和技術難以組成微網，難以滿足微網系統穩定運行的需要，到目前為止，適應于微網的多功能逆變控制技術仍為空白。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，針對以蓄電池儲能系統作為主電源的微網系統，提供一種基于主從策略的微網系統協調控制方法，以滿足微網系統穩定運行的需要。

為此，本發明采用如下的技術方案：基于主從策略的微網系統協調控制方法，所述的微網包括蓄電池儲能系統、一組或者多組光伏發電系統、重要負載和非重要負載、以及微網控制系統和微網并網斷路器，所述的蓄電池儲能系統包括蓄電池組和雙向逆變器，所述的電源系統和負載均接在母線上，其特征在于：

將微網內的蓄電池儲能系統作為微網獨立運行時主電源，控制微網頻率和電壓保持恒定，光伏發電系統跟隨微網電壓和相角進行功率控制；微網控制系統根據外部電網的狀態，控制儲能用雙向逆變器在并網控制模式和獨立運行模式之間進行有效地相互切換；

微網獨立運行時，如果光伏發電系統的出力小于負載，則儲能用雙向逆變器工作在孤網放電狀態，放電大小由微網內的負載需求決定；如果光伏發電系統的出力大于負載，則儲能用雙向逆變器工作在孤網充電狀態，將光伏發電系統的多余電力充入蓄電池組中；微網獨立運行時，如果蓄電池組的電量即將充滿，則需要切除部分分布式電源，如果蓄電池組的電量即將耗盡，則需要切除部分非重要負載，是否切除電源和負載由微網控制系統根據蓄電池組的荷電狀態決定。

上述的基于主從策略的微網系統協調控制方法，微網控制系統檢測微網并網斷路器電網側的電壓作為判斷外部電網是否發生故障的依據。微網控制系統可以控制微網并網斷路器的開合，控制儲能用雙向逆變器在并網運行模式和獨立運行模式之間的切換，此外還可以通過與光伏并網逆變器通訊，關斷一組或者多組光伏發電系統，通過打開某些非重要負載的并網開關，切除部分負載。

上述的基于主從策略的微網系統協調控制方法，微網控制系統由SCADA層、控制層和現場層組成，SCADA層包括上位機和歷史數據庫，上位機用于監測整個微網的運行狀態，歷史數據庫用于存儲歷史運行數據；控制層包括數據采集站、模式控制站，系統信息通過硬接線的方式，連接到本地IO控制器，完成數據采集。

本發明以蓄電池儲能系統作為主電源的微網為實施對象，提出了微網模式轉換控制策略和微網獨立運行時的穩定控制方法，具有以下的有益效果：微網中的所有逆變電源能夠適應多種條件的變化，具有強魯棒性和快速性，且實現了電能的雙向流動和靈活的潮流控制，滿足微網系統穩定運行的需要。

下面結合說明書附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

附圖說明

圖1是本發明以蓄電池儲能系統作為主電源的微網系統結構圖。

圖2是本發明微網并網運行時蓄電池組功率控制的原理圖。

圖3是本發明微網獨立運行時蓄電池組電壓頻率控制的原理圖。

圖4是本發明微網控制系統的結構示意圖。

圖5是本發明微網獨立運行時，微網控制系統切除光伏發電或者非重要負載的流程示意圖。

具體實施方式