[发明专利]含锂电池和超级电容的微电网孤岛运行模式协调控制方法

说明书

本发明公开了含锂电池和超级电容的微电网孤岛运行模式协调控制方法，微电网包括光伏发电系统、负荷、微电网协调控制器、由锂电池储能单元和超级电容储能单元组成的联合储能系统以及光伏发电系统和联合储能系统各自的本地控制器。微电网协调控制器确定协调控制指令，并将其下发光伏发电本地控制器和联合储能系统本地控制器进行功率跟踪控制，实现光伏发电系统和联合储能系统的协调控制。本发明利用超级电容器具有高功率密度、响应速度快、充放电次数几乎不受限制的优点，平衡功率的高频、小幅度波动，同时提供微电网系统的电压和频率参考；利用锂电池具有能量密度大，充放电次数有限的特点，可以有效平衡低频功率。

技术领域

本发明涉及含锂电池和超级电容的微电网孤岛运行模式协调控制方法，属于新能源发电技术领域。

背景技术

孤岛运行的微电网其协调控制策略的首要任务是保证微电网的稳定以及重要负荷的供电质量和可靠性，避免新能源功率波动对微电网的影响；采用单一储能的微电网孤岛运行时，容易受新能源发电与负荷供需关系不平衡的影响，造成过充、过放现象，且单一储能系统的局限性，不能满足多样性的电能需求。采用混合储能后，尤其是对于含锂电池和超级电容的微电网，需要充分发挥不同储能的优势，这样可以极大的发挥不同储能的优势，避免过充过放，大大增强系统的稳定和储能的使用寿命；再次，在保证安全和储能元件不受损害的前提下，尽可能保证微电网的孤岛运行时间延长，以给电网恢复留有充足的时间。

因此如何更好地借助于不同储能的特性，将孤岛运行模式下不同时间尺度下的功率变化、负荷波动以及微电网电压频率建立等多种需求进行合理分配是需要解决的问题。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中含锂电池和超级电容的微电网孤岛运行模式协调控制方法，没有充分发挥出锂电池和超级电容的优势，微电网的稳定性较难保证的问题，提出含锂电池和超级电容的微电网孤岛运行模式协调控制方法。

由于超级电容器具有高功率密度、响应速度快、充放电次数几乎不受限制的优点，对联合储能系统补偿功率进行分解控制，使用超级电容器平衡功率的高频、小幅度波动，同时提供微电网系统的电压和频率参考。锂电池具有能量密度大，充放电次数有限的特点，主要用于平衡微电网中的低频功率。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

在一方面，本发明提供了含锂电池和超级电容的微电网孤岛运行模式协调控制方法，所述微电网由光伏发电系统、联合储能系统、负荷(包括重要负荷和普通负荷)、微电网协调控制器、光伏发电本地控制器、联合储能系统本地控制器、多个开关等组成。联合储能系统由锂电池储能单元和超级电容储能单元组成。所述锂电池储能单元由锂电池、双向DC/DC变换器1和双向DC/AC变换器1组成；所述锂电池与双向DC/DC变换器1相连，双向DC/DC变换器1与双向DC/AC变换器1连接，通过开关K1串联到公共交流母线上；所述超级电容储能单元由超级电容、双向DC/DC变换器2和双向DC/AC变换器2组成；所述超级电容与双向DC/DC变换器2相连，双向DC/DC变换器2与双向DC/AC变换器2连接，通过开关K2串联到公共交流母线上；所述光伏发电系统与光伏并网逆变器连接，通过开关K3串联到公共交流母线上；重要负荷通过开关K4串联到公共交流母线上，普通负荷通过开关K5串联到公共交流母线上。