[發明專利]柴油發電機和蓄電池組構成的獨立微電網

有效

• 申請號: 201710285576.0
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN106992543B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 李嵐;楊建廷;劉海霞;王宇龍;葉吉亮;王浩
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種柴油發電機和蓄電池組構成的獨立微電網，其特征在于包括多臺柴油發電機和蓄電池組；每臺柴油發電機分別有各自單獨的機組控制器DCn，其內部含有處理器，處理器的輸入連接用于采集交流母線電壓、電流的交流母線機組測量模塊，用于采集所控柴油發電機的電壓、電流、運行時間t_m、轉速n_m的柴油發電機測量模塊，用于采集交流母線及所控柴油發電機電壓相位差的相位檢測模塊；機組控制器DCn的處理器有轉速調節輸出端、電壓調節輸出端，同時連接包括斷路器的機組執行模塊，其內各斷路器的觸點Dk_m分別連接于各柴油發電機和交流母線之間；蓄電池組也擁有自己獨立的控制器BC，其內部包含的處理器輸入端連接用于采集交流母線電壓、電流的交流母線電池測量模塊，用于采集蓄電池組剩余電量SOC的蓄電池組測量模塊；蓄電池組控制器BC的處理器有逆變器控制信號的輸出端，同時連接包括斷路器的電池執行模塊，其內斷路器的觸點BK連接于蓄電池組逆變器和交流母線之間；機組控制器DCn和蓄電池組控制器BC均通過上位機總線模塊連接于上位機通訊總線上，最后實現與上位機處理器通訊；上位機處理器連接包括斷路器的負荷執行模塊，交流母線分別經負荷執行模塊內的各斷路器的觸點LKn與不同重要等級的負荷連接；

所述獨立微電網的協調控制方法是包括如下步驟：開始時，各個機組控制器DCn和蓄電池組控制器BC的處理器首先由小到大依次加載確定各自的控制器編號，并經過上位機通訊總線模塊向上位機通訊總線發送各控制器所控柴油發電機及蓄電池組的編號，啟動至少一臺柴油發電機，上位機上電開始工作：

（1）將蓄電池組投入至交流母線上；首個小時步長內，各個機組控制器DCn和蓄電池組控制器BC采集相應的信息，并發送至上位機通訊總線上；

（2）上位機計算當前小時步長t內的任一時刻的凈負荷功率P_t1，并計算考慮備用容量的凈負荷功率P_t2，P_t2=(1+10%)P_t1；

（3）調取上一個小時步長t-1內柴油發電機運行臺數n_t-1；上一個小時步長t-1內未滿足最小運行時間的柴油發電機臺數n_t-11；

（4）計算當前小時步長t內蓄電池最大應充電功率P_t3、蓄電池最大應放電功率P_t4，設蓄電池總功率為P；若SOC≥95%，則P_t3=0，否則P_t3=P*(1-SOC)；若SOC≤5%，則P_t4=0，否則P_t4=P*SOC；

（5）判斷在當前小時步長t內，考慮備用容量的凈負荷功率P_t2和蓄電池最大應充電功率P_t3之和是否大于等于上一小時步長t-1內未滿足最小運行時間的所有柴油發電機在剩余的最大運行時間內的最大輸出功率P_t-15的總和；如果不滿足則關閉上一小時步長t-1內所有已滿足最小運行時間的柴油發電機，跳轉至步驟（10）；如果滿足則進行步驟（6）；

（6）判斷在當前小時步長t內，考慮備用容量的凈負荷功率P_t2和蓄電池最大應充電功率P_t3之和是否大于等于上一小時步長t-1內所有正在運行的柴油發電機的在剩余的最大運行時間內的最大輸出功率P_t-15的總和；如果不滿足則關閉一臺上一小時步長t-1內已滿足最小運行時間的柴油發電機，重復步驟（6），直至第一次滿足本步驟條件；如果滿足則進行步驟（7）；

（7）判斷在當前小時步長t內，考慮備用容量的凈負荷功率P_t2是否大于等于上一小時步長t-1內所有正在運行的柴油發電機的在剩余的最大運行時間內的最大輸出功率P_t-15的總和；如果不滿足則關閉一臺上一小時步長t-1內已滿足最小運行時間的柴油發電機，重復步驟（7），直至第一次滿足本步驟條件，并進行步驟（8）；如果滿足則進行步驟（8）；

（8）判斷在當前小時步長t內，考慮備用容量的凈負荷功率P_t2是否大于等于所有正在運行的柴油發電機的在剩余的最大運行時間內的最大輸出功率P_t5的總和與蓄電池組的最大應放電功率P_t4之和；如果不滿足則跳轉至步驟（12）；如果滿足則進行步驟（9）；

（9）判斷在當前小時步長t內所有正在運行的柴油發電機總臺數n_t是否等于柴油發電機的總臺數m；如果不滿足則投入一臺柴油發電機，重復步驟（8）；如果滿足則按重要等級由低到高切除一個負荷，重復步驟（8）；

（10）判斷當前小時步長t內正在運行的柴油發電機在剩余的最大運行時間內的最大輸出功率P_t5之和是否大于當前凈負荷功率P_t1與蓄電池最大應充電功率P_t3之和；如果滿足則保持各柴油發電機運行狀態，并對蓄電池進行充電，跳轉至步驟（12）；如果不滿足則進行步驟（11）；

（11）判斷當前小時步長t內正在運行的柴油發電機在剩余的最大運行時間內的最大輸出功率P_t5之和是否大于當前凈負荷功率P_t1；如果滿足，則正在運行的柴油發電機既可以滿足凈負荷的功率需求，又可以給蓄電池充電，進行步驟（12）；如果不滿足，則跳轉至步驟（6）；

（12）當前小時步長t內的計算結束，等待準備進行下一個小時步長t+1內的計算。