[发明专利]非重要负载连续可调的直流微电网离、并网统一协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及直流微电网控制领域。

背景技术

微电网具有低碳环保、可控程度高等特点。一方面，微电网将分散的不同种类的分布式发电组成供电系统并向本地负载进行供电，可以提高分布式发电的利用效率；另一方面，微电网与大电网之间的能量交换可控，可以减少大量分布式发电分散接入电网产生的不利影响。根据微电网系统中母线的类型，可以将微电网分为交流母线型、交直流混合母线型和直流母线型微电网三类。

相对于交流微电网，直流微电网结构简单、能源利用效率高，并随着直流用电设备的日益增多而受到关注。直流微电网运行过程中不存在交流微电网中频率、相位同步问题，控制相对容易；没有无功功率流动，电能质量好；电力电子转换环节少，系统可靠性高。目前，直流微电网的协调控制归纳起来主要有主从控制和对等控制两大类。采用主从控制方式时，一般需要主从控制器间的通信联系，整个系统对主单元有很强的依赖性。采用对等控制方式时，不需要各单元间的快速通信，系统各单元可实现“即插即用”，但各单元的运行模式需要统一的切换判据。

鉴于直流微电网系统中的可控单元较多且分散，为确保其可靠和稳定运行，对不同工况下以及电网扰动下各单元的协调控制策略还需深入探讨。

发明内容

本发明为了解决直流微电网系统中的可控单元较多且分散的问题，通过母线电压信息建立系统各单元运行状态切换判据，同时为提高系统的稳定运行区间，提出了一种非重要负载连续可调的直流微电网离、并网统一协调控制方法。

本发明提出的非重要负载连续可调的直流微电网离、并网统一协调控制方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、确定直流母线电压等级范围，将负载分为重要负载和非重要负载，由光伏发电单元DGs、储能单元BEs、并网变换器GCC和非重要负载变换器NLC、负载组成低压直流微电网系统，并根据上述各单元和变换器的特点确定各单元和变换器的运行状态；

步骤二、在确定系统内各单元和变换器的运行状态以及直流母线电压等级范围后，将直流母线电压在设定值的基础上分为五个不同电压等级，分别对应五个系统运行模式，并在每个电压等级下选定一个单元或变换器进行稳定母线电压调节；

所述的五个不同电压等级分别对应的五个系统运行模式为：模式I、模式II、模式III、模式IV和模式V；

所述模式I中，光伏发电单元DGs工作在恒压下垂模式下，储能单元BEs工作在限流充电或停机模式下，并网变换器GCC工作在限流或停机模式下，非重要负载变换器NLC工作在正常模式下；

所述模式II中，光伏发电单元DGs工作在最大功率跟踪或停机模式下，储能单元BEs工作在限流充电或停机模式下，并网变换器GCC工作在并网逆变模式下，非重要负载变换器NLC工作在正常模式下；

所述模式III中，光伏发电单元DGs工作在最大功率跟踪或停机模式下，储能单元BEs工作在恒压下垂模式下，并网变换器GCC工作在限流或停机模式下，非重要负载变换器NLC工作在正常模式下；

所述模式IV中，光伏发电单元DGs工作在最大功率跟踪或停机模式下，储能单元BEs工作在限流充电或停机模式下，并网变换器GCC工作在并网整流模式下，非重要负载变换器NLC工作在正常模式下；

所述模式V中，光伏发电单元DGs工作在最大功率跟踪或停机模式下，储能单元BEs工作在限流或停机模式下，并网变换器GCC工作在限流或停机模式下，非重要负载变换器NLC工作在降功率模式下；

步骤三、将光伏发电单元DGs稳定直流母线电压应用在系统运行模式I中，将并网变换器GCC稳定直流母线电压应用在系统运行模式II和模式IV中，将储能单元BEs稳定直流母线电压安排在系统运行模式III中，将非重要负载变换器NLC稳定直流母线电压应用在系统运行模式V中；

步骤四、确定系统五个运行模式的离、并网状态，在系统并网模式中，并网变换器GCC在系统运行模式I、模式II和模式III进行并网逆变，在系统运行模式III、模式IV和模式V进行并网整流，系统离网模式则包括模式I、模式III和模式V；

步骤五、确定系统五个运行模式的切换关系，其中，系统运行模式I与模式II相互切换，模式III分别与模式I、模式II、模式IV和模式V相互切换，模式V与模式IV相互切换；

步骤六、根据步骤二中确定的各单元和变换器的运行状态，分别对光伏发电单元DGs、储能单元BEs、并网变换器GCC和非重要负载变换器NLC的工作状态进行控制；