[发明专利]一种基于无线网络的微网协调控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于无线网络的微网协调控制系统的微网协调控制方法，其特征在于，

所述无线网络的微网协调控制系统包括：协调控制器、第一无线通信模块、第二无线通信模块、第三无线通信模块、第四无线通信模块、第五无线通信模块、断路器、变压器、超导故障限流器、公共耦合点、超导磁储能装置以及光伏分布式电源；

所述协调控制器与所述第一无线通信模块通过导线连接；所述第一无线通信模块分别与所述的第二无线通信模块、第三无线通信模块、第四无线通信模块、第五无线通信模块通过无线通信方式连接；所述第二无线通信模块与所述断路器通过导线连接；所述第三无线通信模块与所述超导故障限流器通过导线连接；所述第四无线通信模块与所述光伏分布式电源通过导线连接；所述第五无线通信模块与所述超导磁储能装置通过导线连接；所述的断路器、变压器、超导故障限流器、公共耦合点通过导线依次串联连接；所述公共耦合点与所述超导磁储能装置通过导线连接；所述公共耦合点与所述光伏分布式电源通过导线连接；

所述微网协调控制方法包括以下步骤：

步骤1：协调控制器通过无线通信方式采集公共耦合点三相电压，并将公共耦合点三相电压进行克拉克变化；

步骤2：协调控制器通过公共耦合点三相电压以及克拉克变换后公共耦合点电压判断微网的状态；

步骤3：协调控制器根据微网的状态通过无线通信方式对微网进行协调控制；

步骤2中所述通过公共耦合点三相电压判断微网的状态为将公共耦合点三相电压A相电压U_PCC-a、B相电压U_PCC-b以及C相电压通过德比契斯(Daubechies)6层分解进行多尺度分析，得到多尺度下的细节系数：

D_k，t(k∈[1,6]，t0)

其中，D_k，t为第k尺度在时间t时刻的细节系数；

各尺度下的细节系数的能量为：

其中，E_k,i为第k尺度在第i个时间窗的细节系数的能量，f为采样频率，i为第i个时间窗，n为发生故障的采样点，ΔT为时间窗；

各尺度下的时间窗的衰减速率为：

n_k,i＝E_k,i/E_k,i+1

其中，n_k,i为第k尺度在第i个时间窗的时间窗的衰减速率；

通过各尺度下的时间窗的衰减速率分别计算第3尺度以及第4尺度的时间窗衰减速率平均值：

其中，为第3尺度的时间窗衰减速率平均值，为第4尺度的时间窗衰减速率平均值；

若且则微网的状态为永久故障，否则微网的状态为暂时故障；

步骤2中所述通过克拉克变换后公共耦合点电压判断微网的状态为根据步骤1中所述克拉克变换后公共耦合点三相电压为α-β坐标系下α轴分量U_PCC-α和β轴分量U_PCC-β进行微网的状态判断：

若则微网的状态为无故障；

若则微网的状态为轻微故障；

若则微网的状态为严重故障；

步骤3中所述微网的状态为通过步骤2中所述微网的状态；

步骤3中所述通过无线通信方式对微网进行协调控制为：

若微网的状态为无故障，协调控制器通过第一无线通信模块向第二无线通信模块传输断路器闭合控制信号，断路器根据第二无线通信模块传输的断路器闭合控制信号保持闭合；协调控制器通过第一无线通信模块向第四无线通信模块传输MPPT控制信号，光伏分布式电源根据单元根据第四无线通信模块传输的MPPT控制信号保持光伏分布式电源工作于MPPT控制模式；协调控制器通过第一无线通信模块向第五无线通信模块传输P-Q控制信号，超导磁储能装置根据第五无线通信模块传输的P-Q控制信号保持超导磁储能装置工作于P-Q控制模式；协调控制器通过第一无线通信模块向第三无线通信模块传输第一限流控制信号，超导故障限流器根据第三无线通信模块传输的第一限流控制信号保持超导故障限流器工作于第一限流模式，电压源型换流器根据第三无线通信模块传输的第一限流控制信号将蓄电池组的直流电逆变成交流电并控制变压器次级线圈的相电流为I₂,保持变压器初级线圈等效阻抗Z_SFCL＝0，变压器初级线圈的相电流为I₁；

若微网的状态为暂时故障或轻微故障，协调控制器通过第一无线通信模块向第二无线通信模块传输断路器闭合控制信号，断路器根据第二无线通信模块传输的断路器闭合控制信号保持闭合；协调控制器通过第一无线通信模块向第四无线通信模块传输MPPT控制信号，光伏分布式电源根据单元根据第四无线通信模块传输的MPPT控制信号保持光伏分布式电源工作于MPPT控制模式；协调控制器通过第一无线通信模块向第五无线通信模块传输P-Q控制信号，超导磁储能装置根据第五无线通信模块传输的P-Q控制信号保持超导磁储能装置工作于P-Q控制模式；协调控制器通过第一无线通信模块向第三无线通信模块传输第二限流控制信号，超导故障限流器根据第三无线通信模块传输的第二限流控制信号保持超导故障限流器工作于第二限流模式，电压源型换流器根据第三无线通信模块传输的第二限流控制信号将蓄电池组的直流电逆变成交流电并控制故障条件下变压器次级线圈的相电流为I_2f,保持I_2f＝I₂；

若微网的状态为永久故障或严重故障，协调控制器通过第一无线通信模块向第二无线通信模块传输断路器断开控制信号，断路器根据第二无线通信模块传输的断路器断开控制信号保持断开；协调控制器通过第一无线通信模块向第四无线通信模块传输非MPPT控制信号，光伏分布式电源根据单元根据第四无线通信模块传输的非MPPT控制信号保持光伏分布式电源工作于非MPPT控制模式；协调控制器通过第一无线通信模块向第五无线通信模块传输V-F控制信号，超导磁储能装置根据第五无线通信模块传输的V-F控制信号保持超导磁储能装置工作于V-F控制模式；协调控制器通过第一无线通信模块向第三无线通信模块传输第三限流控制信号，超导故障限流器根据第三无线通信模块传输的第三限流控制信号保持超导故障限流器工作于第三限流模式，电压源型换流器根据第三无线通信模块传输的第三限流控制信号将蓄电池组的直流电逆变成交流电并控制故障条件下变压器次级线圈的相电流为I_2f,保持I_2f滞后主电网等效电压U_S的角度为90°。

2.根据权利要求1所述的基于无线网络的微网协调控制系统的微网协调控制方法，其特征在于：

步骤1中所述公共耦合点三相电压分别为A相电压U_PCC-a、B相电压U_PCC-b以及C相电压U_PCC-c；

步骤1中所述无线通信方式采集可通过两种无线通信方式采集，第一种无线通信采集方式为第四无线通信模块将通过光伏分布式电源采集的A相电压U_PCC-a、B相电压U_PCC-b以及C相电压U_PCC-c通过无线通信方式传输至第一无线通信模块，第一无线通信模块将A相电压U_PCC-a、B相电压U_PCC-b以及C相电压U_PCC-c传输至协调控制器；

第二种无线通信采集方式为第五无线通信模块将通过超导磁储能装置采集的A相电压U_PCC-a、B相电压U_PCC-b以及C相电压U_PCC-c通过无线通信方式传输至第一无线通信模块，第一无线通信模块将A相电压U_PCC-a、B相电压U_PCC-b以及C相电压U_PCC-c传输至协调控制器；

A相电压U_PCC-a、B相电压U_PCC-b以及C相电压U_PCC-c通过克拉克变化得到α-β坐标系下的α轴分量U_PCC-α和β轴分量U_PCC-β。