[发明专利]基于微源最大输出功率的串联型微电网功率协调方法

说明书

基于微源最大输出功率的串联型微电网功率协调方法，将微源的最大出力作为优化调度首先考虑的因素，构造与各微源最大输出功率成正比的功率分配系数，考虑到微源逆变器的超调状况，对出力能力偏大的微源的输出功率进行修正，结合载波变幅移相调制方式，由各微源逆变器的功率分配系数控制其三角载波幅值，实现对各微源逆变器输出功率的独立调节。该方法实现了各微源按“能者多劳”原则输出功率，由功率分配系数所得到的载波信号实现了各微源之间的功率协调分配，并能保证串联型微电网输出电压的稳定。

技术领域

本发明涉及串联型微电网中不同微源之间的功率协调方法，特别是串联型微电网孤岛运行状态下微源最大功率跟踪输出时的协调方法。

背景技术

目前，微电网技术已成为解决环境污染、能源短缺以及大量分布式发电单元集中并网等问题的重要手段，它由分布式电源、储能系统与相应负荷组成。其中，分布式电源多采用风力和光伏这种互补型的清洁能源，为最大限度地利用风能和太阳能，提高系统效率，通常需要风力和光伏微源工作于最大功率跟踪状态，始终输出最大功率，在这种情况下，如何实现负载功率的合理分配及系统功率的平衡控制是微电网需要解决的重要问题。

串联型微电网是一种新型的组网方式，孤岛运行能提高本地负载供电可靠性，当串联型微电网运行于孤岛模式时，功率的协调控制是保证系统稳定的必要条件，也是实现系统优化运行的重要手段。由于串联型微电网中微源逆变器之间串联连接的特殊方式，使得微源之间的功率协调成为本系统亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的是实现串联型微电网孤岛模式下的优化运行。

本发明是基于微源最大输出功率的串联型微电网功率协调方法，其特征在于构造了与各微源最大输出功率成正比的功率分配系数，实现了各微源按“能者多劳”原则输出功率，其步骤为：

步骤1：串联型微电网中各微源工作于最大功率跟踪状态。系统正常运行时，实时检测系统的负载总功率P_L；各微源参考功率的基准值设定为：P_av＝P_L/N，其中N为微源个数；

步骤2：构造微源功率分配系数β_i的表达式，使各微源按出力能力分配负载总功率P_L；

功率分配系数β_i与随机微源最大输出功率P_iMPP成正比关系，且为了保证系统功率供需平衡，满足公式(1)所示的约束条件：

在这一约束条件下构造与P_iMPP成正比的功率分配系数β_i为：

同时，为防止出力偏大的微源出现过调制状况，对公式(2)中微源的最大输出功率做如下修正：

公式(3)中，P_imax为微源逆变器调制比m_i为1时的输出功率；U_dc为直流链电压参考值；I为串联逆变器输出电流基波分量有效值；为串联逆变器输出基波电压与其输出电流基波分量的相位差；

步骤3：结合载波变幅移相的调制方法，通过β_i控制各微源逆变器的三角载波幅值V_Tri，进而控制各微源逆变器的输出功率，达到功率协调的目的；β_i与V_Tri之间的关系为：

公式(4)中，V_m为正弦调制信号幅值。

在公式(1)的约束下，能够保证这种调节方式对系统输出电压的稳定性不产生影响。