[發明專利]一種基于一致性的光儲直流微電網分布式協同控制方法

有效

• 申請號: 201710676359.4
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107508277B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 陳霞;石夢璇;王俞玲;孫海順
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02J1/14
• 分類號: H02J1/14;H02J7/35
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

本發明公開了一種基于一致性的光儲直流微電網分布式協同控制方法，該方法考慮了儲能單元的功率越限以及光儲電池、儲能單元和可控負載間的協同控制，采取分層的控制策略，包括一次控制和二次控制。一次控制采取傳統的下垂控制，實現對儲能單元的功率分配；二次控制采用一致性算法，通過產生電壓修正量，補償一次傳統下垂控制可能出現的電壓偏差，使各儲能單元出口母線電壓的平均值達到了電壓參考值，有效提高了系統的電壓水平，并且實現不平衡功率在儲能單元間依SOC實時狀態進行分配。本發明解決了傳統分布式控制存在誤差的弊端，提高了電壓調節和功率分配的控制精度。

技術領域

本發明屬于電氣工程技術領域，更具體地說，涉及一種基于一致性的光儲直流微電網分布式協同控制方法。

背景技術

間歇性可再生能源和儲能系統，如光伏電池和蓄電池，在直流系統中的應用，推動了直流微網的發展。相比于交流微網，直流微網不存在同步、無功功率傳輸、諧波電流及逆變器損耗等問題，避免了因繁雜的DC/AC變換而產生過多損耗的問題。直流微網技術已廣泛應用于船舶系統，家庭用電系統和遠程通訊系統。但由于可再生能源存在間歇性，同時負載存在不可預測的波動，導致直流微網中可能出現瞬時的功率不平從而影響直流母線電壓的穩定。為平抑系統中的功率波動，保持供需平衡，通常會在孤立的微網中采用儲能裝置

直流微網在孤網模式下，儲能裝置可以消除可再生能源與負載之間的功率差額，因此合理的儲能控制策略對于提高微網運行的可靠性和可再生能源利用率十分必要。儲能裝置在微電網中面臨的主要挑戰是建立有效控制分布式儲能裝置的策略。

在分布式網絡中，各個分布式電源處均需安裝儲能單元BSU，多個BSU同時工作時，若不對其進行有效控制，會出現功率分配不合理，儲能電池過充或者過放，母線電壓跌落等問題。傳統的集中式控制和分散式控制通常采用多個儲能裝置協調工作。在集中式控制中，一旦中央控制器發生故障，整個儲能系統均將受到影響不能正常工作，可靠性較低。而分散式控制存在電壓調節能力和負載分配能力差的問題，存在較大誤差，特別是當線路阻抗不可忽略時，分散式控制將會降低系統的電能質量。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種基于一致性的光儲直流微電網分布式協同控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

構造一種基于一致性的光儲直流微電網分布式協同控制方法，包括以下步驟：

步驟S010，根據相鄰節點的平均電壓值以及本節點電壓的采樣值，計算本節點的平均電壓值v_avgi；

步驟S020，根據儲能單元內蓄電池的荷電狀態和輸出功率的采樣值，并考慮儲能電池功率越限的因素，計算蓄電池的狀態變量x_i；

步驟S030，采用積分器，以第i個儲能單元內蓄電池的狀態變量x_i和與之通信的第j個復合儲能單元內蓄電池的狀態變量x_j的差值作為輸入信號，獲取用于調節荷電狀態的蓄電池參考電壓修正量Δv_xi；

步驟S040，采用PI控制器，以第i個節點的平均電壓v_avgi與母線參考電壓v_ref的差值作為輸入信號，獲取用于調節母線平均電壓的參考電壓修正量Δv_vi；

步驟S050，將用于調節荷電狀態的蓄電池參考電壓修正量Δv_xi、用于調節母線平均電壓的參考電壓修正量Δv_vi和母線參考電壓v_ref相加，形成一次控制的電壓給定值

步驟S060，根據所述電壓給定值采用基于下垂控制的一次控制，生成控制DC/DC變換器的PWM信號。