[发明专利]一种含电池和超级电容的低压微电网并离网控制方法

说明书

本发明公开一种含电池和超级电容的低压微电网并离网控制方法，包括如下步骤：步骤1，提出储能变流器功率控制方法，根据有功无功指令与实际值通过比例积分调节器闭环调节储能变流器交流输出电压的幅值、角频率，实现精确的有功无功控制；步骤2，微网控制器实时采集两台储能变流器输出的有功功率和无功功率，断路器两侧的电压和断路器上的电流，并结合当前微网需要实现的运行模式，对两台储能变流器下发有功无功指令，实现预期的运行模式；此种控制方法可实现并网模式下精确的有功无功控制，离网状态下电池单独承担稳态负荷、电池和超级电容共同承担瞬态负荷的控制效果，以及平滑的并离网切换。

技术领域

本发明属于微电网技术领域，特别涉及一种含电池和超级电容等储能装置的低压微电网并离网控制方法。

背景技术

在微电网中，为了实现系统在离网情况可以带负载稳定运行，通常需要设置储能系统作为离网情况下的电能来源，各种类型的储能电池已经广泛应用到分布式微电网中。近年来，随着储能技术的发展，超级电容器作为新型储能元件常与储能电池一起使用。与传统的储能电池相比，超级电容充放电功率更大、速度更快，但是总的储能容量不如电池，所以如何协调利用电池与超级电容、综合发挥各自的优势是提升微电网运行特性的关键。

中国专利申请CN201310544629.8公布了一种微电网离网协调控制系统及其方法，该发明侧重于微电网离网调度方法的宏观研究，未对微网中储能变流器的功率控制方法详细阐述，同时也未将微电网并离网切换方法与储能变流器功率控制结合在一起。

中国专利申请CN201610071182.0公布了一种微电网系统，该发明方法适用于含有单一储能单元的微网系统，由于不含微网控制器，对于含电池和超级电容等混合储能单元的微网系统不适用。

含电池和超级电容作为储能系统的低压微电网，如果需要既要运行在并网状态又要能运行在离网状态，这就要求与储能单元相连的储能变流器工作在电压源模式。与传统的电流源控制模式相比，电压源模式下储能变流器在并网工况下有功功率和无功功率控制精度不足。为了提高并网情况下的功率控制精度并同时考虑到低压微电网中一次电缆主要呈现阻性，本发明提出储能变流器功率控制策略。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种含电池和超级电容的低压微电网并离网控制方法，实现并网模式下精确的有功无功控制，离网状态下电池单独承担稳态负荷、电池和超级电容共同承担瞬态负荷的效果以及平滑的并离网切换。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种含电池和超级电容的低压微电网并离网控制方法，包括如下步骤：

步骤1，提出储能变流器功率控制方法，根据有功无功的指令与实际值通过比例积分调节器闭环调节储能变流器交流输出电压的幅值、角频率，实现精确的有功无功控制。

步骤2，微网控制器通过模数转换器实时采集两台储能变流器输出的交流电压、交流电流的幅值和相位计算出有功功率和无功功率，并同时采集断路器两侧的电压和断路器上的电流，结合当前微网需要实现的运行模式，应用并网模式控制子模块、离网模式控制子模块、并网转离网控制子模块和离网转并网控制子模块这四种子模块之一对两台储能变流器下发有功无功指令，实现预期的微网运行模式；

采用上述方案后，本发明的特点在于：为了提高并网情况下的功率控制精度并同时考虑到低压微电网中一次电缆主要呈现阻性，提出电压源模式下储能变流器功率控制器结构，建立功率模型，并在此控制器结构的基础上，提出微网控制器与电池和超级电容储能变流器的交互策略，实现并网模式下精确的有功无功控制，离网状态下电池单独承担稳态负荷、电池和超级电容共同承担瞬态负荷的效果以及平滑的并离网切换。

附图说明

图1是本发明的控制流程示意图；

图2是本发明中储能变流器功率控制模块的原理示意图；