[发明专利]含混合储能直流微电网的大扰动暂态稳定协调控制方法

权利要求书

1.一种用于含混合储能直流微电网的大扰动暂态稳定协调控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：确定研究的直流微电网对象，根据直流微电网中的微源单元的不同特性，设计多种协调控制工作模式；

步骤二：采集直流微电网中相关信息数值；

步骤三：当发生暂态扰动时，根据采集的相关信息数值判断并选择相应的工作模式。

2.根据权利要求1所述的一种用于含混合储能直流微电网的大扰动暂态稳定协调控制方法，其特征在于：步骤一中，所述直流微电网包含了以电力电子变换器作为接口电路的光伏单元、蓄电池与超级电容组成的混合储能单元、负载单元和并网变换器单元；

所述光伏单元主电路的功率变换器采用Boost变换器，其控制方式包括MPPT控制和CVC两种模式；光伏的最大功率点跟踪控制采用最常见的扰动观测法，即P&O法，P&O法仅需观测光伏列阵的输出电压v_pv和输出电流i_pv，实现条件简单；光伏单元连接的Boost变换器工作在恒压输出控制模式时，控制方法采用电压、电流双闭环控制，电流内环用于提高系统的响应速度，电压外环用于稳定直流母线电压；

所述混合储能单元作为光伏单元出力的储能部分包含高能量密度的蓄电池和高功率密度的超级电容，蓄电池用于储存光伏发电单元的能量及补偿能量平衡过程中变换平缓的低频分量；超级电容用于补偿能量平衡过程中变化较快的高频分量，二者的出力均是通过控制与其相连的双向Buck/Boost变换器的占空比实现；为了减小开关损耗和达到较快的切换速度，双向Buck/Boost变换器均采用互补PWM控制，使开关管互补动作；蓄电池所连接的Buck/Boost变换器采用电压、电流双闭环控制，通过蓄电池的电压外环控制得到混合储能系统的总参考电流i_{HESS_ref}，将其通过低通滤波器后的低频分量作为蓄电池电流内环的参考值，而将总参考电流与低频分量做差得到的高频分量作为超级电容电流内环的参考值，用来平抑光伏及蓄电池出力过程中的功率波动；

所述直流微电网通过双向AC/DC变换器与交流大电网相连，控制方式采用基于旋转坐标变换的虚拟d-q轴电流矢量解耦控制。

3.根据权利要求2所述的一种用于含混合储能直流微电网的大扰动暂态稳定协调控制方法，其特征在于：所述光伏单元以MPPT和恒压控制两种模式工作，所述蓄电池组以恒压充、放电控制和待机三种模式工作，所述超级电容以平抑高频功率波动、恒压放电控制和待机三种模式工作，所述并网变换器以整流、逆变和停机三种模式工作，以实现网侧单位功率因数运行以及能量的双向流动。

4.根据权利要求1所述的一种用于含混合储能直流微电网的大扰动暂态稳定协调控制方法，其特征在于：步骤一中，所提协调控制工作模式主要分为7种，具体如下：

1)孤岛运行

运行模式1：光伏单元以最大功率点跟踪状态运行，蓄电池以充电状态运行，超级电容处于平波状态；

运行模式2：光伏单元以恒压状态运行，蓄电池和超级电容均处于待机状态；

运行模式3：光伏单元以最大功率点跟踪状态运行，蓄电池以放电状态运行，超级电容处于平波状态；

当直流微电网内能量出现缺额或过剩时，直流微电网可根据需要选择与交流电网连接进行能量交换；

2)并网运行

运行模式4：光伏单元以最大功率点跟踪状态运行，蓄电池处于充电状态运行，超级电容处于平波状态，并网变换器工作于整流状态；

运行模式5：光伏单元以最大功率点跟踪状态运行，蓄电池和超级电容均处于待机状态，并网变换器工作于整流状态；

运行模式6：光伏单元以最大功率点跟踪状态运行，蓄电池和超级电容均处于待机状态，并网变换器工作于逆变状态；

3)短路故障穿越

运行模式7：切除了除超级电容单元外的所有功率单元，且并网变换器处于停机状态，超级电容单元处于恒压放电状态。

5.根据权利要求4所述的一种用于含混合储能直流微电网的大扰动暂态稳定协调控制方法，其特征在于：当直流微电网处于孤岛模式或并网模式运行时，功率单元间的模式切换优先选择在当下所处的孤岛模式或并网模式内进行切换，也可以根据需要选择切换到并网模式或孤岛模式的运行模式。