[發(fā)明專(zhuān)利]一種孤島交直流混合微電網(wǎng)群功率協(xié)同控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010616820.9
• 申請(qǐng)日: 2020-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111740426B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米陽(yáng);王鵬;韓云昊;馬宇辰;蔡鵬程;趙耀;王育飛;楊興武;姜恩宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海電力大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/06
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/06;H02J3/32
• 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: 葉敏華

1.一種孤島交直流混合微電網(wǎng)群功率協(xié)同控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、針對(duì)含恒功率負(fù)荷的直流子微網(wǎng)，構(gòu)建V²-P下垂控制策略；

S2、針對(duì)儲(chǔ)能子微網(wǎng)，構(gòu)建SOC動(dòng)態(tài)均衡一致控制策略；

S3、針對(duì)直流子微網(wǎng)、交流子微網(wǎng)和儲(chǔ)能子微網(wǎng)，構(gòu)建子微網(wǎng)功率交換控制策略；

S4、基于子微網(wǎng)功率交換控制策略，構(gòu)建通信觸發(fā)控制策略；

S5、將V²-P下垂控制策略、SOC動(dòng)態(tài)均衡一致控制策略和傳統(tǒng)的P-f下垂控制策略分別作用于直流子微網(wǎng)、儲(chǔ)能子微網(wǎng)和交流子微網(wǎng)，以分別控制直流子微網(wǎng)、儲(chǔ)能子微網(wǎng)和交流子微網(wǎng)各自的輸出功率；

S6、將子微網(wǎng)功率交換控制策略和通信觸發(fā)控制策略作用于孤島交直流混合微電網(wǎng)群，以控制各子微網(wǎng)之間的功率交換以及互聯(lián)通信；

所述步驟S1中V²-P下垂控制策略具體為：

V²_out＝V²_ref-m(P_out-P_ref)

其中，V_out和P_out為直流子微網(wǎng)中DC/DC變流器輸出電壓與輸出功率，V_ref和P_ref為直流子微網(wǎng)的參考電壓和參考輸出功率，m為直流下垂系數(shù)；

所述步驟S2中SOC動(dòng)態(tài)均衡一致控制策略具體為：

其中，V_i-dc和V_{i-dc_ref}分別為儲(chǔ)能子微網(wǎng)中第i個(gè)儲(chǔ)能單元的輸出電壓和參考電壓，SOC_avg為儲(chǔ)能子微網(wǎng)中所有儲(chǔ)能單元的平均SOC值，n為均衡系數(shù)，是一個(gè)正整數(shù)，P_i為儲(chǔ)能子微網(wǎng)中第i個(gè)儲(chǔ)能單元的輸出功率，P_avg為儲(chǔ)能子微網(wǎng)中所有儲(chǔ)能單元的輸出功率平均值，r_d為儲(chǔ)能下垂系數(shù)，K_soc和K_P分別為SOC調(diào)節(jié)權(quán)重系數(shù)和加速因子權(quán)重系數(shù)，K是一個(gè)為防止分母為零而設(shè)置的常數(shù)，SoC_i與SoC_{i_0}分別為儲(chǔ)能子微網(wǎng)中第i個(gè)儲(chǔ)能單元的當(dāng)前荷電狀態(tài)和初始荷電狀態(tài)，I_i為儲(chǔ)能子微網(wǎng)中第i個(gè)儲(chǔ)能單元的輸出電流，C_{bat_i}為儲(chǔ)能子微網(wǎng)中第i個(gè)儲(chǔ)能單元的容量；

所述步驟S32中功率分配遞增控制策略具體為：

當(dāng)時(shí)，交、直流子微網(wǎng)內(nèi)交流頻率或直流電壓在額定值附近，通過(guò)自治就可實(shí)現(xiàn)功率平衡，無(wú)需功率交換；

當(dāng)時(shí)，子微網(wǎng)功率波動(dòng)較大，需要交、直流子微網(wǎng)間功率交換實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；

當(dāng)|(λ)'|_p＜|(V_cb)'|＜1時(shí)，直流母線(xiàn)電壓偏差接近系統(tǒng)限值，需要儲(chǔ)能投入以維持系統(tǒng)功率平衡；

其中，|(λ)'|_x為包含所有交、直流子微網(wǎng)功率交換閾值的集合，該集合中最大的子微網(wǎng)功率交換閾值為|(λ)'|_p為儲(chǔ)能投入切換閾值，其關(guān)系如下：

所述步驟S32中功率分配遞減控制策略包括交、直流子微網(wǎng)退出功率交換控制和儲(chǔ)能退出控制；

所述交、直流子微網(wǎng)退出功率交換控制具體為：

A_j：|(λ_j)'+M_jP_j|＞|(λ)'|_x,j

B_j：|(λ_cb)'-F_jP_j|＞|(λ)'|_p

其中，事件A_j為第j個(gè)子微網(wǎng)自治能力的判斷條件，事件B_j為第j個(gè)子微網(wǎng)退出功率交換后對(duì)剩余互聯(lián)系統(tǒng)影響的判斷條件，當(dāng)事件A_j和事件B_j同時(shí)不成立時(shí)，第j個(gè)子微網(wǎng)能退出交、直流子微網(wǎng)間功率交換；

M_j和F_j分別為第j個(gè)子微網(wǎng)等值下垂系數(shù)和第j個(gè)子微網(wǎng)退出后剩余互聯(lián)系統(tǒng)的等值下垂系數(shù)，F(xiàn)為所有子微網(wǎng)均不退出功率交換時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的等值下垂系數(shù)，u為交、直流子微網(wǎng)的總個(gè)數(shù)，P_j為第j個(gè)子微網(wǎng)的交換功率，(λ_j)'為第j個(gè)子微網(wǎng)對(duì)應(yīng)的標(biāo)幺值，若該子微網(wǎng)為交流子微網(wǎng)，則對(duì)應(yīng)為交流頻率的標(biāo)幺值，若該子微網(wǎng)為直流子微網(wǎng)，則對(duì)應(yīng)為直流電壓平方的標(biāo)幺值，|(λ)'|_x,j為|(λ)'|_x集合中第j個(gè)子微網(wǎng)的功率交換閾值，(λ_cb)'為直流母線(xiàn)電壓的預(yù)判標(biāo)幺值，L_j為子微網(wǎng)j的功率交換狀態(tài)值；

儲(chǔ)能退出控制具體為：

C_j：

其中，事件C_j為儲(chǔ)能退出判斷條件，當(dāng)C_j成立時(shí)，儲(chǔ)能單元不能退出工作，當(dāng)C_j不成立時(shí)，儲(chǔ)能單元退出工作；

所述步驟S4中通信觸發(fā)控制策略具體為：

(L_j＝1)∩(A_j＝0)

當(dāng)L_j＝0時(shí)，子微網(wǎng)j處于功率自治狀態(tài)，此時(shí)若發(fā)生功率波動(dòng)導(dǎo)致子微網(wǎng)j無(wú)論是保持功率自治狀態(tài)還是切換到功率交換狀態(tài)，都無(wú)需互聯(lián)通信，此時(shí)B_j輸出默認(rèn)值0，即事件B_j不成立；

當(dāng)L_j＝1時(shí)，子微網(wǎng)j處于功率交換狀態(tài)，若此時(shí)發(fā)生功率波動(dòng)，首先需要通過(guò)事件A_j對(duì)子微網(wǎng)j的自治能力進(jìn)行預(yù)判斷：當(dāng)A_j＝1時(shí)，即事件A_j成立時(shí)，子微網(wǎng)j仍然需要保持功率交換狀態(tài)，此時(shí)仍然不需要通信；當(dāng)A_j＝0時(shí)，即事件A_j不成立時(shí)，需要通過(guò)通信完成事件B_j的判斷，從而實(shí)現(xiàn)子微網(wǎng)應(yīng)保持功率交換狀態(tài)還是切換到功率自治狀態(tài)的判斷。