[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

说明书

本发明涉及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，具体涉及含超级电容和蓄电池构成的混合储能直流微电网的暂态稳定协调控制方法；直流微电网中各分布式能源间的协调运行是确保系统在大扰动状况下实现暂态稳定运行的关键，为了确保系统暂态稳定运行和分布式能源利用率。根据光伏输出特性、蓄电池荷电状态、负荷功率需求以及电网状态等各本地单元信息，在暂态扰动发生时能快速确定各接口功率变换器的工作模态并实现模态间的平滑切换；当直流母线侧发生短路故障时，利用超级电容单元能够快速实现短路故障穿越；提升了直流微电网系统在大扰动情况下的暂态稳定性。

技术领域

本发明涉及电网控制方法技术领域，具体为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。

背景技术

近年来，微电网作为整合分布式能源的有效形式得到迅速发展。根据母线电能类型的不同，微电网可以分为交流微电网，直流微电网和交直流混合微电网。其中，直流微电网因易于集成储能和光伏等原生直流单元，省去了中间功率变换环节，具备高效率和低成本等特点，且无需考虑频率调控、相位同步和无功补偿等问题而广受关注。直流微电网既可以脱离交流电网工作在孤岛模式，也可通过双向AC/DC变换器连接交流电网工作于并网模式。

直流微电网控制的主要目标是获得较低的母线电压调整率和各分布式能源间的功率均衡。因此，直流微电网中各微源间以协调运行的方式进行能量管理是保证其稳定运行的关键。

当直流微电网内含多个微源时，采用协调控制是实现直流微电网暂态稳定的关键。根据直流微电网系统中各微源单元的不同特性，为了实现各微源单元运行模式间的平滑切换和快速稳定直流母线电压，本发明提出一种基于直流微电网本地信息的协调控制策略，可以协调光伏单元、蓄电池与超级电容组成的混合储能单元和交流电网间的功率流动，并且当直流母线发生短路故障时利用超级电容可以快速实现短路故障穿越，提升了直流微电网系统在大扰动情况下的暂态稳定性。

基于此，本发明设计了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，以解决上述出现的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供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，利用蓄电池与超级电容混合储能控制策略能够快速平抑光伏及蓄电池在出力过程中的功率波动；同时利用超级电容高功率密度的特点可以在直流母线发生短路故障时快速实现短路故障穿越，维持母线电压的暂态稳定。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：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，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。

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；

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；