[發(fā)明專利]基于需求側(cè)功率分配的直流微電網(wǎng)母線電壓協(xié)調(diào)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710571234.5
• 申請(qǐng)日: 2017-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN107482608B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米陽;紀(jì)宏澎;何星瑭;韓云昊;劉紅業(yè);李戰(zhàn)強(qiáng);蘇向敬;符楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類號(hào): H02J1/00
• 分類號(hào): H02J1/00;H02J1/10;H02J1/14
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠(yuǎn)

本發(fā)明涉及一種基于需求側(cè)功率分配的直流微電網(wǎng)母線電壓協(xié)調(diào)控制方法，用以延長(zhǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用期限以及合理分配需求側(cè)功率，包括以下步驟：1)構(gòu)建獨(dú)立運(yùn)行的直流微電網(wǎng)，包括分別與直流母線連接的可再生能源系統(tǒng)、由多個(gè)分布式儲(chǔ)能單元構(gòu)成的儲(chǔ)能系統(tǒng)以及直流負(fù)荷，所述的可再生能源系統(tǒng)包括多個(gè)光伏發(fā)電單元和風(fēng)力發(fā)電單元；2)采用直流母線電壓穩(wěn)定控制策略合理分配需求側(cè)功率以及調(diào)整母線電壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有無需互聯(lián)通信、避免過度充放電、延長(zhǎng)儲(chǔ)能電池的使用期限、提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的可靠性、確保供需平衡、母線電壓穩(wěn)定、波動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及，尤其是涉及一種基于需求側(cè)功率分配的直流微電網(wǎng)母線電壓協(xié)調(diào)控制方法。

背景技術(shù)

隨著光伏、風(fēng)電等一些可再生能源(renewable energy source，RES)作為分布式電源系統(tǒng)的應(yīng)用增多，微電網(wǎng)成為很有發(fā)展前景的一種電力系統(tǒng)。由于直流微電網(wǎng)具有更高的轉(zhuǎn)換效率和電能質(zhì)量、易于可再生能源的接入等優(yōu)勢(shì)，因此與現(xiàn)有的交流電力系統(tǒng)相比，電力電子變換器驅(qū)動(dòng)的直流電力系統(tǒng)受到越來越多的關(guān)注。

穩(wěn)定的直流母線電壓可以確保直流微電網(wǎng)可靠運(yùn)行，而微電網(wǎng)中的能量達(dá)到供需平衡能夠使得直流母線電壓保持在穩(wěn)定范圍內(nèi)。電力電子變流器為電力系統(tǒng)提供了一個(gè)靈活和智能的方式來管理功率流動(dòng)，因此為了維持直流母線電壓的穩(wěn)定，需求側(cè)功率在不同變流器之間的合理分配是一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容之一。由于孤島運(yùn)行模式的微電網(wǎng)在較偏遠(yuǎn)地區(qū)的應(yīng)用尤為重要，并且可再生能源的間斷性以及不可預(yù)測(cè)的負(fù)荷波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)功率不平衡，從而影響微電網(wǎng)的運(yùn)行。因此需要配置多個(gè)能量存儲(chǔ)單元(energy storage units，ESUs)來提供能量支撐和增加系統(tǒng)的冗余性，進(jìn)而保證直流微電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行的可靠性。當(dāng)多個(gè)儲(chǔ)能單元存在時(shí)，為避免由于荷電狀態(tài)不同導(dǎo)致部分儲(chǔ)能單元過度放電或深度充電而退出工作，需要根據(jù)各儲(chǔ)能單元的荷電狀態(tài)對(duì)需求側(cè)功率進(jìn)行合理分配。此外，當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)(energy storage system，ESS)由于故障或滿充而退出時(shí)，可再生電源系統(tǒng)應(yīng)按照各自輸出能力來分擔(dān)微電網(wǎng)的功率需求，從而維持母線電壓的穩(wěn)定。

文獻(xiàn)直流微網(wǎng)混合儲(chǔ)能控制及系統(tǒng)分層協(xié)調(diào)控制策略提出了一種電壓分層協(xié)調(diào)控制策略，使得在不同工況下運(yùn)行的直流微電網(wǎng)，均有相應(yīng)變換器平衡系統(tǒng)功率，從而實(shí)現(xiàn)直流微電網(wǎng)母線電壓的穩(wěn)定。但是其母線電壓無法維持在額定狀態(tài)運(yùn)行。文獻(xiàn)光伏直流微網(wǎng)協(xié)調(diào)直流電壓控制策略的研究通過根據(jù)直流電壓的變化量以及蓄電池的SOC自動(dòng)協(xié)調(diào)控制各變流器的工作狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和減小母線電壓波動(dòng)的目標(biāo)，但是該控制方法對(duì)通信要求比較高。文獻(xiàn)Coordinated control based on bus-signaling and virtualinertia for islanded DC microgrids基于母線電壓信號(hào)和虛擬慣性環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了直流微電網(wǎng)中的功率協(xié)調(diào)分配。但是并沒有考慮多個(gè)儲(chǔ)能單元存在的情況。文獻(xiàn)Distributedcontrol for autonomous operation of a three-Port AC/DC/DS hybrid microgrid提出針對(duì)交流分布式電源、直流分布式電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量管理來穩(wěn)定母線電壓以及減小系統(tǒng)功率損耗，但是這種功率交換分層控制方法采用下垂控制根據(jù)負(fù)荷功率不斷調(diào)整電源的輸出功率，無法最大限度利用系統(tǒng)的發(fā)電能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種無需互聯(lián)通信、避免過度充放電、延長(zhǎng)儲(chǔ)能電池的使用期限、提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的可靠性、確保供需平衡、母線電壓穩(wěn)定、波動(dòng)小的基于需求側(cè)功率分配的直流微電網(wǎng)母線電壓協(xié)調(diào)控制方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種基于需求側(cè)功率分配的直流微電網(wǎng)母線電壓協(xié)調(diào)控制方法，用以延長(zhǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用期限以及合理分配需求側(cè)功率，包括以下步驟：