[发明专利]一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法

说明书

本发明提供的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，包括：对直流微电网内部分布式电源并网点的电压进行实时监测；判断电压是否在设定范围内，若是，则保持直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制，若否，则对连接并网点的微电网级本地储能装置发出充放电指令对并网点电压进行调控。本发明通过在电压稳定时保持直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制，不稳定时对分布式电源和本地储能装置进行协同控制，实现底层自主控制和上层集中控制，能够在减少网内通信的同时，保证网内的功率平衡与电压稳定，解决了现有对等控制的分散性导致网内功率不平衡、电压质量下降，导致系统不稳定的技术问题。本发明还提供对应的系统。

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，尤其涉及一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法。

背景技术

微电网(Micro-Grid)，是一组分布式电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。相比于交流微电网，直流微电网具有无需控制电压频率和相位、高电能质量、高可靠性和高效率等优点，通常用于具有敏感性或直流负载的用电系统，如电信系统、电动汽车、舰船等。与交流微电网相似，直流微电网既可以与外部直流电网并网运行，也可以孤立运行。并网运行模式下，直流微电网内部的分布式发电单元及负荷的控制相对简单，其直流电压由主网支撑，当主网较强时，难以出现电压失稳现象；当主网较弱或甚至在孤岛运行模式下，由于失去主网的电压支撑，需要有效的控制方法来维持直流微电网的稳定运行。通常，孤岛运行条件下，直流微电网的控制方法可分为两类：集中式与对等式方法。

集中式控制需要借助通信系统，基于网内各点的状态信息，利用中央控制器统一协调直流微电网内所有分布式单元的发电量、负荷投切、储能装置的充放电管理等，以实现直流微电网的稳定运行及网内多台装置的功率分配及优化。但集中控制的控制算法较为复杂，如果应用于大型微电网，集中控制算法需要处理的数据量较大，难以保证控制的实时性；由于分布式发电装置完全受中央控制器控制，即插即用的特性也会受到限制，因此灵活性也较差；在高发电/负荷变化的情况下，一旦中央控制器发生故障，容易出现整个微电网系统都陷入瘫痪的情况，此时集中控制的可靠性也难以保证。

对等控制(也称自主控制)是指微电网内的各发电单元按照一定的协议协调运行，一般通过下垂控制法实现，中央控制器只起到监控和部分控制的作用，分布式电源与储能装置根据本地信息与网内通信设备提供的网内状态自主控制运行状态和输出功率等。由于新能源发电自身具有较高的发电变化率，以及分布式电源具有即插即用特性，导致微电网中的发电量变化率增加，不可控性也随之增大。由于新能源发电自身具有较高的发电变化率，以及分布式电源具有即插即用特性，导致微电网中的发电量变化率增加，不可控性也随之增大。在此背景下，微电网存在高发电/负荷变化率问题。由于缺乏总控制器的管理，对等控制的分散性可能会导致网内功率不平衡、电压质量下降，甚至导致系统不稳定的问题出现。

发明内容

本发明提供了一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，用于解决现有技术由于缺乏总控制器的管理，对等控制的分散性可能会导致网内功率不平衡、电压质量下降，甚至导致系统不稳定的技术问题。

本发明提供的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，包括：

对直流微电网内部分布式电源并网点的电压U_PCC进行实时监测；

判断电压U_PCC是否在设定范围内，若是，则保持直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制，若否，则对连接并网点的微电网级本地储能装置发出充放电指令对并网点电压进行调控。

优选地，所述直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制具体为：

通过下垂控制公式控制直流微电网内部分布式电源的输出电压和输出电流；

所述下垂控制公式为：