[發明專利]一種孤島交直流混合微電網群功率協同控制方法

有效

• 申請號: 202010616820.9
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111740426B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 米陽;王鵬;韓云昊;馬宇辰;蔡鵬程;趙耀;王育飛;楊興武;姜恩宇
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/32
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發明涉及一種孤島交直流混合微電網群功率協同控制方法，包括：針對含恒功率負荷的直流子微網，構建Vsupgt;2/supgt;?P下垂控制策略；針對儲能子微網，構建SOC動態均衡一致控制策略；針對直流子微網、交流子微網和儲能子微網，構建子微網功率交換控制策略；基于子微網功率交換控制策略，構建通信觸發控制策略；利用Vsupgt;2/supgt;?P下垂控制策略、SOC動態均衡一致控制策略和傳統的P?f下垂控制策略分別控制直流子微網、儲能子微網和交流子微網各自的輸出功率；將子微網功率交換控制策略和通信觸發控制策略作用于孤島交直流混合微電網群，以控制各子微網之間的功率交換以及互聯通信。與現有技術相比，本發明能夠可靠實現子微網內部以及子微網之間的功率平衡，且能減少非必要的互聯通信。

技術領域

本發明涉及交直流混合微電網控制技術領域，尤其是涉及一種孤島交直流混合微電網群功率協同控制方法。

背景技術

隨著基于光伏、風力、海洋能等可再生能源的分布式發電(DG)技術的快速發展，可以有效整合DG技術的微電網技術日益受到相關專家學者的關注。由于單純的直流微網或交流微網無法滿足高比例分布式能源的接入和直流負荷的需求，同時，單個的微電網工作容量有限，抗擾動能力弱。因此，綜合交、直流子微網各自優勢構成的孤島交直流混合微電網群已經成為未來微電網研究方向一個重要的研究熱點。孤島混合微電網群通過合理的功率管理可以為偏遠村落、山區、海島等提供可靠優質的電能，具有廣闊的應用和發展前景。

孤島混合微電網群主要由直流子微網、交流子微網和儲能子微網通過各自的雙向功率變換器連接在同一條公共直流母線上構成，具有拓撲復雜、通信線路多的特點，這使得孤島混合微電網群的功率協調管理難度較大，同時容易出現通信故障的問題。一方面，針對交直流子微網的功率協調問題，現有技術提出的控制策略大多建立在使用低帶寬通信基礎上(比如：采用交直流混合微電網分層控制策略，利用歸一法將整個交直流混合系統有機的結合起來，很好的解決了功率交換的問題，但其基于交、直流側微網容量相等的前提條件；為保證子微網能夠功率自治，同時能夠一定程度的功率支撐，提出了一種功率交換分段管理策略；設計基于三層控制的協調二次控制策略，采用虛擬的頻率、直流母線電壓偏差代替實際的偏差，在設置防止互聯變換器頻繁切換的切換域的基礎上，設計了一個整體控制策略，能夠無差、穩定協調控制系統功率流動)，一旦通信失敗則會對整個系統產生較大影響，此外，在進行直流子微網控制時，目前常采用電壓-有功控制，而直流子微網中包含大量恒功率負荷，使得傳統電壓-有功控制無法對直流子微網進行有效控制，也就無法根據實際負荷情況進行子微網內部以及子微網之間的功率協同控制。

另一方面，由于光伏、風力等分布式能源具有間歇性和不穩定性，配置合適容量的儲能單元對系統的穩定運行至關重要。隨著交直流混合微電網系統不斷拓展，對儲能容量的要求越來越大，采用多組儲能單元組成混合儲能系統成為一個較好的解決方案。但不同儲能單元具有不同的荷電狀態(SOC)，為防止儲能單元由于過充或過放過早的退出工作，需要進行儲能子微網的功率控制，但現有技術主要在單獨直流微電網進行儲能控制，并未涉及孤島交流直流混合微電網群。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種孤島交直流混合微電網群功率協同控制方法，以減少系統內通信使用頻率，自發地進行子微網內部以及子微網之間的功率協同控制，從而保證整個微電網群的穩定運行。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種孤島交直流混合微電網群功率協同控制方法，包括以下步驟：

S1、針對含恒功率負荷的直流子微網，構建V²-P下垂控制策略；

S2、針對儲能子微網，構建SOC動態均衡一致控制策略；

S3、針對直流子微網、交流子微網和儲能子微網，構建子微網功率交換控制策略；

S4、基于子微網功率交換控制策略，構建通信觸發控制策略；