[发明专利]基于功率系数补偿的直流微电网功率均分控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于功率系数补偿的直流微电网功率均分控制方法及系统，该方法包括以下步骤：步骤1，计算各分布式微源的功率系数；步骤2，计算定时器定时时间；步骤3，启动定时器，计时先终止的分布式微源将最大功率系数发送至其他分布式微源；步骤4，接收到最大功率系数的分布式微源重置定时器时间；步骤5，根据最大功率系数计算功率补偿值；步骤6，将功率补偿值输入功率输出控制部分，调节各分布式微源的功率输出；本发明通过计算最大功率系数，能够对微电网中各分布式微源的功率输出实现均分，有利于微电网的稳定运行，本发明微电网的通信线路仅需传输最大功率系数，通信线路的负担和设计复杂度降低。

技术领域

本发明属于微电网控制技术领域，特别是涉及一种基于功率系数补偿的直流微电网功率均分控制方法及系统。

背景技术

随着传统化石能源日益枯竭和环境污染问题日益严重，全球能源结构正经历着以传统化石能源为主向可再生能源充分利用的转型；新能源发电由于其对环境友好、低碳环保、灵活便捷等优点受到广泛关注，为全球的能源转型提供了有力支持。

由于新能源分布地点广泛且分散，使其更适用在微电网中以分布式微源的形式向负载供电，现代用电负荷大部分是通过直流电驱动，并且大多数分布式微源可以直接或经简单变换间接地以直流电的形式向用电负荷提供电能；相对于交流形式，以直流形式向负载供电，可省去大量的整流/逆变环节，减小器件损耗，显著降低系统建设成本；然而当众多分布式微源经变换器向直流微电网供电时，会产生功率分配不均衡，为保证各分布式微源均能得到合理利用，需对各分布式能源的功率均分技术做进一步深入研究。

按照不同的通信方式将直流微电网的功率均分方法分为以下三种类型：基于下垂控制的功率分配方法、基于母线电压信号的功率分配方法和基于专用通信线路的功率分配方法；在基于下垂控制的功率分配方法中，下垂控制方法利用各变换器下垂的外特性，使其输出外特性趋于一致，理论上可以达到功率均分的目的；由于方法简单，且不需引入通信系统，下垂控制方法受到了广泛学者的关注，然而当线路存在阻抗时，直流微电网中会产生电压调节差，使得分布式微源功率均分精度不足。

在基于母线电压信号的功率分配方法中，以直流母线作为通信线路，检测各分布式微源并入直流母线的并网点处电压信号，各分布式微源按照自身设置的电压阈值自主选择控制方式，无需通过外部通信线路，可以实现各分布式微源的功率均分；然而直流母线因自身阻抗会产生压降，导致各分布式微源的并网点电压值不同，这种控制方法一般适用于小型电网系统。

在基于专用通信线路的功率分配方法中，引入专用通信线路，在各分布式微源之间传输电压、电流、功率、荷电状态和调度等信号，并通过增加额外的控制层或集中控制器来提高功率均分精度；但是如果集中控制器或通信线路出现故障，控制目标会受到严重影响，而且随着分布式微源的数量增加，会大幅增加通信系统的运行负担。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于功率系数补偿的直流微电网功率均分控制方法，能实现直流微电网各分布式微源的输出功率均分，且均分精度良好，直流微电网中通信系统的运行负荷较小，通信系统设计复杂度和设计成本低。

本发明的目的还在于提供一种基于功率系数补偿的直流微电网功率均分控制系统，该系统能够对各分布式微源的输出功率进行均分，系统运行稳定，架构简单。

本发明所采用的技术方案是，基于功率系数补偿的直流微电网功率均分控制方法，具体包括以下步骤：

步骤1，直流微电网中各控制器分别采集各自分布式微源的实时输出功率，将实时输出功率输入功率系数计算模块，功率系数计算模块根据实时输出功率和自身额定容量计算各分布式微源的功率系数F_Pj，其中，功率系数的计算如公式(1)所示：

F_Pj＝P_j/P_ratedj (1)