[发明专利]一种计及微源工作特性的微电网系统及其功率分频控制方法

权利要求书

1.一种计及微源工作特性的微电网系统的功率分频控制方法，其特征在于，微源包括柴油发电机组、新能源发电系统、蓄电池组和超级电容，微电网系统包括柴油发电机组及其可控整流器、新能源发电系统及其并网变流器、蓄电池组及其DC/DC变换器、超级电容和直流母线；

将微电网系统内各类微源按负载需求功率不同划分为3个频段：

小于0.5Hz的超低频工作频段，包括采用电流或功率控制模式的柴油发电机组及新能源发电系统，用于输出负载所需的超低频功率；其中，所述的柴油发电机组通过其可控整流器挂接在所述的直流母线上，所述的新能源发电系统通过其并网变流器挂接在所述的直流母线上；

0.5-2Hz的低频工作频段包括采用电压控制模式的蓄电池组，用以维持直流母线电压的稳定；且所述的蓄电池组通过其DC/DC变换器挂接在所述的直流母线上；

大于2Hz的中高频段，包括超级电容，用以平抑负载的中高频功率脉动；且所述的超级电容直接挂接在所述的直流母线上；

所述的功率分频控制方法包括如下步骤：

步骤一：将负载需求功率P_load按各微源的工作频段通过两个级联的低通滤波器滤波进行分解，得到各微源的分配功率指令，具体为：负载功率P_load经过前级低通滤波器、后级低通滤波器滤波之后，直接得到柴油发电机组和新能源发电系统总的功率输出指令，亦即超低频功率指令P_{load_VL}；低频功率指令P_{load_L}由前级低通滤波器、后级低通滤波器的输出信号作减法运算得到；中高频功率指令P_{load_MH}则由前级低通滤波器的输入、输出信号作减法运算得到；

步骤二：将步骤一得到的超低频功率指令P_{load_VL}二次分配，具体的分配方法为：当新能源发电系统可输出的功率P_g小于负载所需的超低频功率指令值P_{load_VL}时，新能源发电系统按最大功率追踪曲线输出功率P_gmax，柴油发电机组输出负载所需的功率差额△P_{load_VL}，即△P_{load_VL}＝P_{load_VL}-P_gmax；反之，由新能源发电系统完全输出负载所需的功率，柴油发电机组的输出功率设置为零；

步骤三：控制各微源按分配的功率指令输出相应功率，其中，柴油发电机组的可控整流器和新能源发电系统的并网变流器采用电流或功率闭环控制，蓄电池组DC/DC变换器的控制则按下述方法进行：直流母线电压指令V_{dc_ref}与经过电压环低通滤波器滤波后的实测母线电压V_dc作差后，其误差值△V_dc送入PI调节器进行调节，得到调制电压V_m，V_m与三角波发生器产生的载波进行比较，即可获得DC/DC变换器中开关器件驱动所需的开关信号。

2.根据权利要求1所述的功率分频控制方法，其特征在于，所述的步骤一中的低通滤波器的传递函数为：

式中，为阻尼率，取0.3-0.7；ω_n为截止频率，在前级低通滤波器、后级低通滤波器中其值分别为4π和π。

3.根据权利要求1所述的功率分频控制方法，其特征在于，所述的步骤三中的电压环低通滤波器的设置与所述的步骤一中的前级低通滤波器的设置相同。

4.根据权利要求1所述的计及微源工作特性的微电网系统的功率分频控制方法，其特征在于，当所述的新能源发电系统为光伏时，所述的并网变流器为DC/DC变换器；当所述的新能源发电系统为风电时，所述的并网变流器为AC/DC整流器。