[發明專利]一種模塊化微電網及其蓄電池充放電協調控制的方法

有效

• 申請號: 201810095590.9
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108199415B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 李麗;張先勇;黃耀宏;肖蕾;王娜;張緒紅
• 申請（專利權）人: 廣東技術師范學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/48;H02J3/24;H02J3/06
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 韓洋;王蕓

本發明公開了一種模塊化微電網及其蓄電池充放電協調控制的方法，能夠使蓄電池處于穩定可控的充放電狀態，平抑蓄電池能量波動，使蓄電池充放電特性趨于一致，減小能量沖擊幅度，提高蓄電池壽命、供電質量和供電可靠性。該模塊化微電網包括多個模塊，其中，每個模塊包括柴油發電機、蓄電池、風力發電機、光伏發電機、以及負荷中的一者或者多者；模塊化微電網還包括設置在每個模塊中的代理通信節點以形成稀疏通信網絡；代理通信節點用于通過稀疏通信網絡交互充放電功率信息，并根據獲取的功率信息來設置功率松弛模塊與模塊化微電網的交互功率以使模塊化微電網中多個模塊的蓄電池充放電功率趨于一致。

技術領域

本發明涉及微電網技術領域，尤其涉及一種模塊化微電網及其蓄電池充放電協調控制的方法。

背景技術

微電網是一種將分布式電源、負荷、儲能裝置、變流器以及監控保護裝置有機整合在一起的小型發配電系統。由于傳統的微電網具有公共總線和層次控制結構，對微電網的結構和容量擴展非常復雜和昂貴。模塊化微電網由三端口變流器、蓄電池、負荷、風光發電單元以及備用柴油發電機組成。模塊化微電網便于擴容，且通過運行控制和能量管理等，可以實現模塊獨立運行或互聯運行、降低間歇性分布式電源給配電網帶來不利影響，最大限度地利用可再生能源電源出力，提高供電可靠性和電能質量，實現了從傳統的柴油發電系統到清潔能源發電系統的轉變。

從國家能源戰略規劃、社會行業發展和電網企業發展來看，模塊化微電網技術將面臨發展機遇和挑戰，未來孤島上的負荷也逐漸增加，而蓄電池儲能系統是微電網的薄弱環節，蓄電池壽命直接影響微電網的收益，則蓄電池組能量管理系統不宜采取傳統電網的集中通訊管理方式，因此分布式儲能在工程應用和海島推廣意義上具有很大的價值。

分布式儲能可以用于解決分布式電源接入和負荷快速增長給電力系統的運行于規劃帶來的問題與挑戰。然而，現有的模塊化微電網在互聯運行時，各模內的蓄電池處于不同的充放電狀態，能量波動和沖擊幅度大，不僅會縮短蓄電池壽命較，還會降低電能質量和供電可靠性，并導致系統維護和運行成本較高。

發明內容

本發明的目的之一至少在于，針對如何克服上述現有技術存在的問題，提供一種模塊化微電網及其充放電一致性協調控制的方法，能夠使蓄電池處于穩定可控的充放電狀態，平抑蓄電池能量波動，使蓄電池充放電特性趨于一致，減小能量沖擊幅度，提高蓄電池壽命、供電質量和供電可靠性，便于系統維護，并降低模塊化微電網的運行和維護成本。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案包括以下各方面。

一種模塊化微電網，其包括多個模塊，其中，每個模塊包括柴油發電機、蓄電池、風力發電機、光伏發電機、以及負荷中的一者或者多者；

每個模塊構成獨立的電源區域，其中，柴油發電機和負荷連接至配電網絡，蓄電池通過三端口變流器連接至配電網絡，風力發電機通過交流控制器連接至配電網絡，光伏發電機通過逆變器連接至配電網絡；每個模塊通過變壓器連接到輸電網絡；

所述模塊化微電網還包括設置在每個模塊中的代理通信節點以形成稀疏通信網絡；代理通信節點用于通過稀疏通信網絡交互充放電功率信息，并以模塊化微電網中各模塊內各組成單元之間的能量守恒關系和模塊之間的功率交換能量守恒關系為約束條件，根據獲取的功率信息來設置模塊與模塊化微電網的交互功率以使模塊化微電網中多個模塊的蓄電池充放電功率趨于一致。

優選的，至少有一個模塊為功率松弛模塊，選取具有柴油發電機的模塊為功率松弛模塊，其余為非功率松弛模塊；功率松弛模塊中的代理通信節點與所有非功率松弛模塊中的代理通信節點連接以向其發送功率松弛模塊的充放電功率信息；相鄰的非功率松弛模塊中的代理通信節點之間相互連接以相互發送其所屬模塊的充放電功率信息。

優選的，所述蓄電池連接到三端口變流器的直流端口，三端口變流器包括：