[发明专利]直流微网中的一种分布式协调控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及微网控制领域，具体涉及直流微网的电压控制，应用于分布式发电、微网的协调控制中。

背景技术

随着现代工业化的进步，人类对能源的需求也越来越大，这就加剧了对传统化石能源的开发。传统发电方式往往是以燃烧化石能源为代价的，但化石能源是自然界中的有限资源，而且燃烧化石能源会带来一系列的环境问题。在新形势下，面对新的挑战，人们不得不寻求一些新的发电方式来满足人们对能源的需求与环境问题之间的矛盾。

为了解决这个问题，不少学者提出了分布式发电与微电网的概念。微电网是指由分布式电源、储能变换装置、相关负荷和监控状态、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自制系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。其中分布式电源可以是太阳能、风能、燃料电池、核能、同步发电机发电等等，这一概念的提出有利于新能源发电技术的实际应用。

微网可以运行于孤岛模式，这对于一些偏远地区传统配电方式不方便而且风能或太阳能丰富的地区是非常有利的；同时微网还可以与大电网并网运行，与大电网同时对负载供电。

虽然微网有许多的优点，但对微网的控制还有许多问题有待解决，比如微网的电压与频率应该恒定在某个固定的值，在与大电网并网运行时，还应该抑制其功率流向大电网，最后对于微网的上层控制还有优化调度与控制的问题。

由于现在的大电网是交流电，所以现在往往也把微电网设计成交流微网，但是我们考虑若把微网设计成直流微网也有许多优点。比如现在的可再生能源(比如太阳能)和储能单元(如电池)本身就是直流源，这样一来可以减少DC/AC逆变这一环节，而换成DC/DC就可以了。还有直流微网的模型和控制更简单，因为没有频率和无功功率的控制，因此直流微网与交流微网相比具有更高的可靠性和稳定性。

对于微电网的控制现在有许多的专利和技术文献都对此进行了阐述，比如申请号为201310594821.8，发明名称为《一种微网的离网控制方法》；申请号为201320775103.6，发明名称为《一种直流微网控制系统》；申请号为201310132584.3，发明名称为《基于智能多代理的直流微网能量协调控制方法》；申请号为201310156966.X，发明名称为《一种光电直流微网电源装置及控制方法》等等。

上述专利或是针对交流微网设计的控制方法，或是仅对直流微网系统进行了设计，而没有针对具体的控制策略进行论述，或是针对某种微源的控制方法进行了论述，这些都没有直接考虑直流微网的电压控制以及负载分配。

发明内容

鉴于此，本发明的目的之一是提供一种直流微网中的一种分布式协调控制方法，该方法对直流微网的电压控制和负载分配具有一般性，即直流微网采用该方法后可以保证整个微网的电压恒定在某个常值，并且可以将负载按比例的分配给各个微源。与此同时，本发明还提供一种直流微网中的一种分布式协调控制系统。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的，一种直流微网中的一种分布式协调控制方法，包括

a.根据直流微网中的两个关键节点将该直流微网划分成第一微网和第二微网；

b.对第一微网，利用电压调节器产生第一电压矫正项以恒定整个直流微网的电压；

c.对第二微网，利用电流调节器产生第二电压矫正项用于将负荷按一定比例分配给各个微源。

优选的，电压调节器根据邻居节点的信息估计第一直流微网的动态平均电压并根据该平均电压产生第一电压矫正项。

优选的，电流调节器将自身逆变器的单位电流与邻居节点的单位电流相比较，将比较后的结果输入到第三PI控制器中并产生第二电压矫正项。

优选的，所述电压调节器包括电压观测器和第一PI控制器，所述电压观测器用于估计直流微网中的动态平均电压然后将与额定电压相比较，将比较后的结果经第一PI控制器后产生第一电压矫正项