[发明专利]分级控制的独立微网

权利要求书

1.一种分级控制的独立微网，其特征在于，

包括上级微网和若干子微网；

每个子微网均包括可再生能源发电单元、储能装置和负荷；

可再生能源发电单元和负荷均连接到交流母线，储能装置连接到直流母线，每个子微网将双向变流器作为与上级微网的接口设备，双向变流器的三组接线端分别连接子微网的交流母线、上级微网的交流母线、子微网的储能装置的直流母线；

子微网在向上级微网送电模式下，子微网按照上级微网的指令向上级微网按照指定功率输送电能，同时子微网内部的用电由可再生能源发电单元供电，当可再生能源发电功率大于负荷所需时，多余的电能将为储能装置充电，当可再生能源发电功率小于负荷所需时，不足的电能由储能装置补充；

子微网在从上级微网获取电能模式下，子微网按照上级微网的指令从上级微网按照指定功率获取电能，当子微网内可再生能源发电功率大于负荷所需时，多余的电能将为子微网的储能装置充电，从上级微网获取的电能也将为储能装置充电，当可再生能源发电功率小于负荷所需时，不足的电能缺口依靠从上级微网获得的电能补充，同时还要根据供电和用电情况确定为储能装置充电或放电；

可再生能源发电单元以光伏发电单元、风力发电单元和备用柴油机发电单元为主，生物质发电单元和海洋能发电单元为辅；

储能装置以蓄电池为主，超级电容和飞轮为辅；

负荷包括用电负荷、调峰负荷、及作为上级微网的稳定负荷的子微网；

独立微网的能量管理采用两级控制结构：上层控制根据接收到的信息，参考分布式发电单元出力预测和负荷预测结果，考虑当前微网的实际运行情况，通过优化计算形成控制指令；底层控制主要包含了发电单元的控制、储能装置管理和负荷管理：

并网模式下，当负荷小于微网内可再生能源发电输出功率总和时，通过控制储能变流器向蓄电池充电，直到蓄电池充满，微网才向大电网输送多余的电能；反之，当负荷大于微网内可再生能源发电输出功率总和时，通过控制储能变流器使蓄电池放电，直到蓄电池不能继续放电，微网才从大电网吸收部分电能；

孤岛模式下，首先将双向变流器设定为V/f模式，建立微网参考电压和频率，这时能量主要由储能系统提供；然后将风力和光伏系统并网，微网调度控制系统进入后台循环调度工作模式，不断监测发电单元输出功率、负载功率；

如果发电单元输出功率大于负载功率，则首先看燃油发电机是否已启动，如启动则停止其工作；继续监视，如果发电单元输出功率仍然大于负载功率，则给储能系统充电直至达到充电上限，之后则启动可调负载；

如果监测到发电单元输出功率小于负载功率，则首先看是否有可调负载可切除，若有则切除之，若没有则启动储能系统放电，直至达到放电下限，之后启动备用电源燃油发电机，以保障微网供电。

2.根据权利要求1所述的分级控制的独立微网，其特征在于，

双向变流器为三端口双向变流器或储能型自同步双向变流器；

双向变流器相对于子微网内部作为一个电压源运行，决定子微电网母线的电压；相对于上级微网在送电情况下作为一个并网逆变器运行，在从上级微网获取电能时作为一个同步整流器运行。