[發明專利]一種微網群架構及其自主協調控制方法

有效

• 申請號: 201610897833.1
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN106655291B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 羅安;周小平;陳燕東;周樂明;伍文華;楊苓;王自力;江舟;姜勁松
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J4/00
• 分類號: H02J4/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;王娟

本發明公開了一種微網群架構及其自主協調控制方法，該架構主要包括交、直流子網、PEU和EP。PEU主要用于協調微網群內各子網與EP的功率交換，使得各子網實現能量互濟，并維持各子網內母線電壓及頻率的穩定；EP主要用于維持PEU直流母線電壓穩定運行，并實現對PEU所需交換凈功率的合理分配。此外，本發明針對PEU和EP分別提出了自適應功率交換系數的功率協調控制方法和分層協調控制方法，有效的實現了微網群的自主協調控制，本發明可廣泛應用于多交、直流微電網互聯系統。

技術領域

本發明涉及微網群控制技術領域，特別是一種微網群的自主協調控制方法。

背景技術

隨著傳統化石能源的日益枯竭、全球能源危機加劇，太陽能、風能等分布式電源得到廣泛的使用，微電網作為接納分布式電源的有效手段，逐步引起了社會的廣泛關注。微電網是由分布式電源、儲能電池、負荷和電力電子變換器構成的可控系統，既可以并網運行，也可以孤島運行。但單個微電網存在工作容量有限，抗擾動能力弱等缺點，再加上分布式電源輸出功率的間歇性和負荷的多變性，在分布式電源高滲透率情況下，如何有效的提高微電網供電可靠性是一個亟待解決的關鍵技術。

一種行之有效的解決方法是將多個微電網構成一個微網群。微網群作為分布式發電網絡的一個全新概念，立足于微電網，將地理位置上毗鄰的微電網、分布式發電系統互連，它不僅能有效集成各種分布式電源，還可實現群內各子網之間的能量調度和互濟，增強彼此間的供電可靠性。

目前國內外對微網群的研究都處于起步階段,相對于單一微網的協調管理，微網群的協調控制更加復雜，不僅要考慮各子網內分布式電源的能量協調分配，還需要考慮各子微網之間的互聯狀態以及群級協作下各子微網之間的功率優化調配和協調控制。因此研究一種微網群架構及其自主協調控制方法意義重大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種微網群架構及其自主協調控制方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種微網群架構及其自主協調控制方法，適用于多交、直流微電網互聯系統。其特征在于：所述微網群架構主要包括交、直流子網、功率交換單元(power exchange unit，PEU)和能量池(energy pools,EP)；所述交、直流子網由分布式電源、電力電子變換器以及負荷組成；所述PEU由多個AC/DC變換器和DC/DC變換器組成，且所有交、直流子網都通過PEU與EP進行功率交換；所述EP由多個連接儲能電池的雙向DC/DC變換器并聯而成。針對PEU采用自適應功率交換系數的功率協調控制方法，以協調微網群內各子網與EP進行功率交換，使得各子網實現能量互濟，維持各子網內電壓及頻率的穩定運行；針對EP提出了分層協調控制方法，維持EP直流母線電壓穩定運行，實現了對PEU所需交換凈功率的合理分配。

所述自適應功率交換系數的PEU功率協調控制方法,其特征在于，包括以下步驟：

1)在每個采樣周期的起始點，分別對PEU中第n臺AC/DC變換器的三相輸出電壓u_abc,n、三相輸出電流i_abc,n，第m臺DC/DC的直流輸出電壓u_dc,m、輸出電流i_dc,m進行采樣；

2)將上述三相輸出電壓u_abc,n傳送至數字鎖相環PLL，計算得到當前相角θ_n、頻率f_n和電壓幅值U_ac,n；

3)將步驟1)和2)所得的u_dc,m和f_n進行標準化，分別得到標準化后的直流電壓u′_dc,m和頻率f_n′，具體計算公式如下：