[發明專利]一種光儲充直流微網控制方法

有效

• 申請號: 201910248232.1
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109866643B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 王爍祺;盧蘭光;馬克西姆;張寶迪;歐陽明高;邢偉
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B60L53/62
• 分類號: B60L53/62;B60L53/51;H02J1/14
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

本發明提出了一種光儲充直流微網控制方法，屬于直流微網控制領域。該方法首先對直流母線電壓進行判定，選擇直流微網所處的控制模式；其中，模式1中，光伏電池采用最大功率跟蹤輸出模式，儲能電池采用恒壓模式控制母線電壓，電動汽車采用超級快充/快充模式；模式2中，光伏電池采用恒壓模式控制母線電壓，儲能電池采用限流充電模式，電動汽車充電采用超級快充/快充模式；模式3中，光伏電池采用最大功率跟蹤輸出模式，儲能電池采用限流的恒壓模式控制母線電壓，電動汽車充電采用慢充模式；模式4中，光伏電池和儲能電池狀態與模式3相同，電動汽車充電采用阻斷模式。本發明可在各種情景下控制母線電壓，保證光儲充直流微網的穩定運行。

技術領域

本發明屬于直流微網控制領域，特別涉及一種光儲充直流微網控制方法。

背景技術

2030年我國新能源汽車的銷量將達到我國汽車總銷量的40％-50％，同時保有量達到8千萬-1億輛車，而這8千萬-1億輛電動汽車電池的能量將達到50億度電左右，因此大規模電動汽車大功率充電勢必會對電網帶來巨大的沖擊，影響電網的峰谷平衡，威脅電網的穩定運行。微電網作為新型分布式配電組織形式與能源結構，既可以緩解大規模電動汽車充電對大電網的影響，又適應電動汽車充電隨機性與分散性的特點，是城市間電動汽車充電基礎設施建設的重要解決方案與發展趨勢。

2030年中國非化石能源發電占比將達到50％，而2018年中國新增非化石能源裝機總量將達7000萬千瓦，但大規模分布式可再生能源接入電網又會帶來能量損耗、電能質量等問題，可再生能源微電網的技術又可以解決以上的問題，因此發展具有協同增效功能的“光儲充”可再生能源微電網用于電動汽車充電，既是我國交通電氣化與能源低碳化的發展交叉點，又是大規模電動汽車充電與大規?？稍偕茉床⒕W問題的共同解決方案。

直流微網相對于交流微網主要有以下三個方面的優勢：在微網系統效率方面，光伏電池、儲能電池、電動汽車均為直流充放電設備，直流微網系統相比于交流網可減少電力電子設備在電能轉換過程中帶來的能量損失，提升能量利用率并減少設備投資；在微網可靠運行方面，直流微網相比于交流微網更便于實現多個分布式電源同時并網的問題，無需考慮各個電源之間的頻率和相位的同步問題，只需控制直流微網電壓即可保證系統的穩定可靠運行；在微網電能質量方面，由于直流微網不存在無功、諧波等對電能質量造成影響的因素，直流微網更適合應對波動性和間歇性較大的可再生能源發電以及敏感負荷突變的應用場景，可提供更高質量的電能供給。因此，直流微網更適合作為面向電動汽車充電的光儲充系統的解決方案。

為了應對微網系統中復雜多變的工況環境，保證微網系統內各個部件之間的協調穩定運行與向微網內負荷的可靠電能供給，直流微網系統需要制定相應合理有效的控制策略，維持直流微網母線電壓的穩定與電源負荷之間的能量平衡，保證不同模式之間的平滑切換。由此可見，直流微網的控制技術既是直流微網系統中的一項重要技術，更是直流微網穩定運行的基本保障。目前直流微網控制領域的專利較少，尤其面向電動汽車充電的直流微網控制領域的專利更加有限。專利201611073301.2采用自適應下垂控制的方法，通過本地的分布式算法迭代評估全網平均電壓，并動態尋找滿足均流及調壓要求的目標虛擬電阻，這種方法對DC/DC控制器的要求過高，而目前的設備難以滿足實時迭代的要求。

發明內容

本發明的目的是為克服已有技術的不足之處，提出一種光儲充直流微網控制方法。本發明面向大規模電動汽車超級快充的電動汽車充電站，在不同模式設置特定的參考電壓，更加簡單可靠，無需實時更改控制器的設定參數，適合現有的控制器產品，可以在所有情景下維持光儲充直流微網的穩定運行。

本發明提出一種光儲充直流微網控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)對直流母線電壓進行判定，選擇直流微網所處的控制模式：

若直流母線電壓大于600V小于700V，則進入步驟2)的控制模式1；

若直流母線電壓大于等于700V，則進入步驟3)的控制模式2；