[发明专利]一种直流微电网并离网平滑切换的母线电压控制方法

说明书

本发明公开了一种直流微电网并离网平滑切换的母线电压控制方法。该方法结合对等控制和集中控制的优点，在并网下直流母线电压与参考值的差值较小，虚拟导纳几乎不起作用，储能单元工作在电流源模式响应系统功率调度，同时可动态的自适应抑制母线电压扰动；直流电网故障下，直流母线电压与参考值的差值增大，储能单元通过虚拟导纳自适应支撑直流母线电压；微网完成孤岛检测和并网开关隔离后可平滑的恢复直流母线电压至参考值。该方法可有效实现直流微电网并离网平滑切换，特别是在非计划离网的工况下，对孤岛检测和并网开关动作的快速性没有要求，简单可靠，成本低，易于设计和工程实现。

技术领域

本发明属于电气工程中分布式发电直流微电网领域，具体涉及一种直流微电网并离网平滑切换的母线电压控制方法。

背景技术

含有储能单元的直流微电网可以与外部直流电网并网运行，参与系统功率调度，也可以在外部直流电网故障时离网运行，独立为本地负荷供电，具有较高的供电安全性和可靠性，近年来得到了广泛的关注。

对等控制和主从控制是直流微电网的两种主要的母线电压控制方法，基于电流-电压下垂的对等控制使得储能单元无论在并网还是离网均以电压源模式运行，不存在并网与离网的切换过程，但电流-电压下垂属于电压有差控制，并网运行时储能单元的输出功率只能根据下垂曲线运行，不能有效响应电网的功率调度指令，离网运行时直流母线电压会随着负载的变化而变化。尽管如题为“直流微电网下垂控制技术研究综述”(《中国电机工程学报》，2018,38(1):72-84.)中给出了多种基于二次控制的改进方法，但是这样增加了控制的复杂性，同时需要再次考虑并网与离网的平滑切换问题。

主从控制的方法在并网期间直流电网控制直流母线电压，储能单元以电流源模式运行，灵活参与微网功率调度，离网期间，储能单元运行在无差的电压源模式控制直流母线电压，为本地负荷供电，控制简单，易于实现，已经在实际的演示项目中得到了广泛的应用。但是，在并网和离网的过渡期间，储能单元将从电流源模式切换成电压源模式，并且在孤岛检测期间直流母线电压是不可控，并离网平滑切换显得尤为重要，成为了研究的重点。如发明专利《一种直流微电网并离网切换母线电压控制平滑方法及系统》(公开号：CN106849156A)中提到的基于主从控制的并离网平滑切换方法，但是该方案下直流母线电压仍然会随着负载的变化而变化。

上述分析表明现有方法虽然可有实现直流微电网的并离网平滑切换，但均存在各自的不足，因此有必要对直流微电网并离网平滑切换的母线电压控制方法做进一步探索。

发明内容

本发明针对直流微电网并离网平滑切换的母线电压控制问题，结合主从控制和对等控制的优点，提出了一种基于虚拟导纳的直流微电网并离网平滑切换的母线电压控制方法。该方法结合对等控制和集中控制的优点，在并网下直流母线电压与参考值的差值较小，虚拟导纳几乎不起作用，储能单元工作在电流源模式响应系统功率调度，同时可动态的自适应抑制母线电压扰动；直流电网故障下，直流母线电压与参考值的差值增大，储能单元通过虚拟导纳自适应支撑直流母线电压；微网完成孤岛检测和并网开关隔离后可平滑的恢复直流母线电压至参考值。该方法可有效实现直流微电网并离网平滑切换，特别是在非计划离网的工况下，对孤岛检测和并网开关动作的快速性没有要求，简单可靠，成本低，易于设计和工程实现。