[发明专利]一种环状交直流混合微电网系统的多模式协调控制方法

说明书

本发明公开了一种环状交直流混合微电网系统的多模式协调控制方法，所述环状交直流混合微电网系统由交流侧和直流侧通过两个交直流双向换流器组成环网结构，其中，交流侧和直流侧分别为辐射型网络；在所述环状交直流混合微电网系统中，中压交流母线的电压等级为10kV，中压直流母线的电压等级为±1.5kV，交流侧与大电网相连接，包含风力发电机、微型燃气轮机、交流负荷和交流侧储能系统，分布式电源与负荷通过交流变压器与中压交流母线相连接；直流侧包含光伏发电系统、直流负荷和直流侧储能系统，分布式电源与负荷通过直流变压器与中压直流母线相连接。

技术领域

本发明涉及微电网控制技术领域，特别是涉及环状交直流混合微电网系 统的多模式协调控制方法。

背景技术

能源是国民经济快速发展的重要支撑。近年来，随着中国经济的持续稳 定增长，能源的生产和消费也在逐年增加，煤炭、石油等化石能源的开采和 燃烧也十分普遍，造成污染物的过渡排放，对生态环境造成严重的破坏，能 源消耗对人类经济与社会发展的制约和对自然环境的影响越来越显著。在能 源危机和环境保护的双重压力下，世界各国采取了提高能源利用效率、改善 能源结构，大力发展可再生能源等相关政策，实现可持续能源发展己经成为 许多国家能源发展战略的重要组成部分。其中风电、光伏等分布式发电是最具有发展潜力的技术之一，加大对分布式发电技术的研究和应用力度，具有 十分重要的战略意义。

为了协调大电网与分布式电源之间的矛盾，减小分布式电源接入对大电 网的冲击，并最大化提高能源利用的效率，通常将具有不同种类、不同特性 且相互互补的多种分布式电源、储能系统以及负荷整合起来运行，形成微电 网。微网是指由分布式电源，储能装置、能量变换装置及负荷等组成的一个 整体，是一个自治系统，可以实现自我控制、保护和管理。微电网既可以与 大电网联网运行，也可以孤岛运行，实现安全、稳定、高效、清洁的能源供 应。微电网解决了分布式电源的大规模接入问题，充分发挥了分布式发电的 各种优势，减弱了分布式发电对电网的负面影响，并且在提高能源利用效 率、电力系统可靠性与灵活性等方面具有巨大潜力。

根据母线的性质，微网有三种形式：交流微电网、直流微电网和交直流 混合为微电网。随着微电网技术的发展，交直流混合微电网越来越受到人们 的关注，它同时具有交流微电网和直流微电网的优点：1)其系统包含交流子 微网和直流子微网，两者通过交直双向流换流器相连接。2)交流分布式电源 与交流负荷接入交流母线，直流分布式电源与直流负荷接入直流母线，减少 了交直流变换的环节，降低了系统的能量损耗。3)交流子微网与直流子微网 之间的功率可以双向流动、各子微网也可以独立运行，也可以工作在并网运行模式和孤岛运行模式。因此，交直流混合微电网能够更加有效地将不同种 类的分布式发电、储能装置以及各种类型的负荷整合到微电网中，并且对现 有电网的改造程度小，投资成本低。

在交直流混合微网中，功率平衡影响着交流子微网的电压和频率稳定以 及直流子微网的电压稳定，不仅要满足各个子微网的功率平衡要求，也需要 确定交直流双向换流器的控制策略，使功率在子微网间合理地双向流动。所 以在交直流混合微电网的能量管理系统中，各个单元的协调控制是保证整个 混合微电网内部各个分布式电源、储能系统和负荷之间功率供需平衡、保障 电能质量的关键。

然而在微电网能量管理系统的研究中，针对微电网内各个单元协调控制 的方法较少。微电网由于惯性较小，承受扰动的能力较弱，考虑到可再生能 源输出功率的随机性与波动性以及负荷的投切对系统的电能质量及稳定性会 造成一定的影响，因此设计合理的能量管理策略十分重要。

因此希望有一种环状交直流混合微电网系统的多模式协调控制方法能够 解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明公开了一种环状交直流混合微电网系统的多模式协调控制方法， 所述环状交直流混合微电网系统由交流侧和直流侧通过两个交直流双向换流 器组成环网结构，其中，交流侧和直流侧分别为辐射型网络；