[发明专利]基于孤岛模式光储直流微电网的协调控制方法

说明书

本发明涉及一种基于孤岛模式光储直流微电网的协调控制方法，使用了非对称模糊控制对最大功率点跟踪控制进行优化改进。接着，由于在直流微电网系统里，前面光伏部分使用了改进的最大功率点跟踪控制，但是其并不直接介入到系统母线电压的控制中，提出由两个布尔量α、β构成的逻辑模块去抉择储能单元的不同运行状态，由储能单元控制母线电压稳定运行。最后综合依据光伏与储能系统运行特点，采用了一种两级分段式控制策略，把母线电压作为储能系统动作的信息载体，同时将电压分成五个区块，储能系统根据直流母线电压的大小并依据储能单元的荷电状态自主切换充放电状态。该方法整体上实现了直流微电网系统的经济可靠运行，直流微电网系统间协同效率提高。

技术领域

本发明涉及一种直流微电网控制技术，特别涉及一种基于孤岛模式光储直流微电网的协调控制方法。

背景技术

当前我国的经济与社会飞速发展，能源的短缺也愈发突出，为了使人们能高效地使用能源，微电网顺势而出。同时微电网光伏板、储能电池、直流负荷等的发展，使得这些直流式分布式电源，对于工业直流负荷具有特殊优势。所以，近年来有关直流微电网的稳定运行正逐步成为科研工作者们研究的热点。为保障直流微电网的稳定运行及绿色能源的高效使用，又以独立直流微电网的能量协调控制策略的研究为主。

如今光伏发电最大功率点跟踪，有基于神经网络滑模控制的最大功率点跟踪mppt算法，它的特点是以先进控制理论作为基础，但是当电池板有差异时，参数就不同，操作麻烦，训练时间长。也有提出了把阻抗和多模式相结合的最大功率点跟踪状态应用于微电网功率的协调控制策略，但是，这种方式会造成储能电池在面对系统功率失衡情况时，出现较高频率的切换，系统变换器的起动也易产生谐波，同时还会消减储能元件的工作寿命。而在一般的光储直流微电网里面的光伏系统的有不同运行方式和变换的过程，但是未给出直流微电网系统间如何协调分配能量的完整方法。也有提出了自适应变系数的下垂控制，去实现电池源的高效运行，但是未考虑有关系统母线电压上的波动而引起的控制方法的来回切换的问题。因此，提出一种新的协调控制策略使得光伏发电效率较高，同时利用分段式协调控制策略降低储能系统的频繁切换，提高储能电池的工作寿命，均衡光储直流微电网系统之间的功率，有效减小母线电压波动，实现独立直流微电网稳定可靠运行，就显得具有极其重要的作用和意义。

发明内容

本发明是针对孤岛模式下的直流微电网控制存在的问题，提出了一种基于孤岛模式光储直流微电网的协调控制方法，能够在保证光储直流微电网系统稳定运行的前提下，使得光伏发电效率较高，同时分段式协调控制策略能够降低储能系统的频繁切换，提高储能电池的工作寿命，均衡光储直流微电网系统之间的功率，有效减小母线电压波动。

本发明的技术方案为：一种基于孤岛模式光储直流微电网的协调控制方法，包含了光伏源、储能电池、单/双向DC/DC变换器、DC负荷，光伏源通过PV单向DC/DC变换器接直流母线，储能电池通过Battery双向DC/DC变换器接直流母线，直流母线给负载供电，协调控制包括以下几部分：

1)光伏源：采用非对称模糊控制器对其进行最大功率点跟踪控制，非对称模糊逻辑控制器输入量分别是：光伏电池输出功率P的变化量与输出电压v的变化量的比值和误差变化率Δe，两个输入值第k时刻的表达式如下：

Δe(k)＝e(k)-e(k-1) (2)

其中P(k)、v(k)分别是光伏电池当前k时刻的输出功率与电压，在极短时间内，可以将e(k)看作P-U特性曲线某一点的斜率；

非对称模糊逻辑控制器的输出控制量为电压调节量dv；