[發(fā)明專利]基于HUCC的柔性互聯(lián)多微網(wǎng)控制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810025233.5
• 申請(qǐng)日: 2018-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN108183477A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃文燾;吳攀;邰能靈;余墨多;張爾佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種基于混合公共連接單元的柔性互聯(lián)多微網(wǎng)控制架構(gòu)及方法，該混合公共連接單元包括能量調(diào)節(jié)設(shè)備、公共連接母線和與之相連的交流母線、用于與公網(wǎng)連接的交流斷路器、直流母線、模塊化多電平換流器和用于子微網(wǎng)互聯(lián)的直流斷路器；該柔性互聯(lián)多微網(wǎng)系統(tǒng)控制架構(gòu)包括：中心層、接口層、微網(wǎng)層以及多微網(wǎng)控制系統(tǒng)，本發(fā)明提出的控制架構(gòu)及方法充分發(fā)揮直流單元的兼容性與控制能力，拓展了控制維度，優(yōu)化了分布式電源的接入，提高了柔性互聯(lián)多微網(wǎng)的靈活性與協(xié)調(diào)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種微電網(wǎng)控制領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種基于混合公共連接單元(Hybrid Unit of Common Coupling，HUCC)的柔性互聯(lián)多微網(wǎng)控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

微電網(wǎng)由分布式電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能裝置和保護(hù)控制裝置構(gòu)成，是自主控制、保護(hù)和管理的獨(dú)立發(fā)配電系統(tǒng)，具有供電靈活、可靠與優(yōu)質(zhì)的特點(diǎn)。多微網(wǎng)(MultipleMicrogrids，MMGs)通過互補(bǔ)協(xié)調(diào)多個(gè)微網(wǎng)，完成不同運(yùn)行場景下的能量平衡、互濟(jì)以及其他運(yùn)行目標(biāo)，其分為配網(wǎng)管理層、集中控制層和微網(wǎng)控制層；但現(xiàn)有的微網(wǎng)均以交流同步方式并網(wǎng)，相互之間協(xié)調(diào)方式單一，這在很大程度上限制了MMGs運(yùn)行靈活性與經(jīng)濟(jì)性潛力的發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)各個(gè)微網(wǎng)間耦合性強(qiáng)容易相互干擾、運(yùn)行模式相對(duì)簡單，且控制維度有限，無法根據(jù)不同運(yùn)行場景有效切換控制目標(biāo)與運(yùn)行方式；交流互聯(lián)多微網(wǎng)總體運(yùn)行目標(biāo)與單一微網(wǎng)的運(yùn)行目標(biāo)在一定程度上存在沖突，無法最大化消納分布式能源以及運(yùn)行控制主要側(cè)重于孤島運(yùn)行的控制，不能適應(yīng)其靈活運(yùn)行的要求等諸多缺陷，提出一種基于HUCC的柔性互聯(lián)多微網(wǎng)控制方法及系統(tǒng)，顯著提高了多微網(wǎng)系統(tǒng)的兼容性、靈活性與協(xié)調(diào)性。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種混合公共連接單元(HUCC)，包括：能量調(diào)節(jié)設(shè)備(ESS)、公共連接母線和與之相連的交流母線、用于與公網(wǎng)連接的交流斷路器、直流母線、模塊化多電平換流器(MMC)和用于子微網(wǎng)互聯(lián)的直流斷路器，其中：一次接線采用三母線總分結(jié)構(gòu)，公共連接母線用于交流母線、直流母線及能量調(diào)節(jié)設(shè)備的接入，直流母線經(jīng)MMC與公共連接母線相連，交流斷路器與交流母線連接構(gòu)成交流接口并與公網(wǎng)相連，直流斷路器與直流母線連接構(gòu)成直流接口并與其他子微網(wǎng)的直流接口相連控制單元，公共連接母線與其所對(duì)應(yīng)的微電網(wǎng)相連，混合公共連接單元作為微電網(wǎng)的接口用于其內(nèi)部控制和外部通信。

所述的混合公共連接單元進(jìn)一步配備有HUCC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，該HUCC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)屬于二次系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集對(duì)應(yīng)子微網(wǎng)相關(guān)電氣量信息并生成相應(yīng)的控制信號(hào)，經(jīng)通信設(shè)備傳輸至各電氣元件的控制單元，對(duì)子微網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

所述的HUCC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)包括：協(xié)調(diào)控制器、開關(guān)控制器、HUCC控制器、MMC控制器、ESS控制器和微電源控制器，其中：協(xié)調(diào)控制器與開關(guān)控制器和HUCC控制器相連并分別傳輸HUCC開關(guān)信號(hào)和HUCC控制信號(hào)，HUCC控制器與MMC控制器、ESS控制器和微電源控制器相連并分別傳輸MMC控制信號(hào)、ESS控制信號(hào)和微電源控制信號(hào)。

本發(fā)明涉及一種基于上述混合公共連接單元的控制方法，包括：連接模式與控制模式，其中：連接模式的切換是以開關(guān)狀態(tài)的組合為基礎(chǔ)，分為交流模式、直流模式和混合模式三種。

本發(fā)明涉及一種包含上述混合公共連接單元的柔性互聯(lián)多微網(wǎng)系統(tǒng)控制架構(gòu)，包括：中心層、接口層、微網(wǎng)層以及多微網(wǎng)控制系統(tǒng)，其中：中心層以多微網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行模式與目標(biāo)為輸入，確定運(yùn)行的目標(biāo)函數(shù)與約束條件，協(xié)調(diào)接口層混合公共連接單元的連接模式與控制模式；接口層以中心層指令為依據(jù)，確定開關(guān)狀態(tài)、MMC控制器控制模式和ESS控制器控制方法，微網(wǎng)層用于控制分布式電源、儲(chǔ)能與可控制負(fù)荷，根據(jù)混合公共連接單元的運(yùn)行模式，提供v/f支撐或功率平衡，多微網(wǎng)控制系統(tǒng)由各子微網(wǎng)的HUCC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和中心控制器構(gòu)成，中心控制器分別與各子微網(wǎng)HUCC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制器相連并傳輸相應(yīng)的協(xié)調(diào)控制信號(hào)。