[发明专利]风光柴储型孤岛微电网控制方法及系统

说明书

本发明提供一种风光柴储型孤岛微电网控制方法及系统。所述微电网系统包括分别连接至微电网母线的风力发电系统、光伏发电系统、柴油发电机系统、储能系统以及负荷。所述系统还包括控制器，被配置为：对风力发电系统、光伏发电系统和柴油发电机系统的总输出功率与负荷功率进行比较，基于所述总输出功率与负荷功率的比较结果，通过对储能系统的荷电量和输出电压进行约束以延长储能系统的寿命。当所述柴油发电机系统正常运行时，控制所述柴油发电机系统持续运行，且对柴油发电机系统进行最小运行功率约束控制。

技术领域

本发明属于微电网技术领域，具体地说，本发明涉及一种风光柴储型孤岛微电网控制方法。

背景技术

现有的微电网协调控制方法包括在并网状态、离网状态下以及转换过程中的微电网控制，涉及分布式电源和负荷控制，并且控制方法需要兼顾安全、稳定、经济性。

在现有的微电网协调控制方法中，专门针对孤岛微电网协调控制方法较少，且相关控制方法主要从调频、调压角度展开。关于孤岛型微电网功率控制方法，仅提供了大概的控制方法，对于风、光发电控制以及储能充放电控制的具体措施研究较少。储能电池充放电约束条件大多仅考虑了荷电量约束条件，而忽略了电压的约束条件。

此外，在现有技术中，针对风光柴储型孤岛型微网的柴油发电机的控制方法一般是根据分布式电源输出功率与负荷之间的关系来控制柴油发电机重复启停。这种控制方法的缺点在于，柴油发电机在空载启动后，再并入微网母线，在并网瞬间需要满足柴油发电机与微网母线之间的电压和频率的同步要求，否则会出现微电网母线电压震荡。

发明内容

本发明目的在于提供一种针对孤岛微电网的控制方法，能够保证孤岛微电网长期稳定、经济运行，为海岛及牧区等偏远地区提供电力解决方案。本发明根据风力发电、光伏发电的特点，提供具体风力发电、光伏发电的控制方法；对于储能电池的充放电条件不仅考虑荷电量约束，同时还考虑电池输出电压约束，以减小对储能电池损耗；根据系统功率情况，适时进行负荷管理；并且根据柴油发电机的故障情况，对储能系统进行控制，以进一步保证孤岛微电网稳定运行。

根据本发明的一个方面，提供一种风光柴储型孤岛微电网系统，所述微电网系统包括分别连接至微电网母线的风力发电系统、光伏发电系统、柴油发电机系统、储能系统以及负荷。所述系统还包括控制器，被配置为：对风力发电系统、光伏发电系统和柴油发电机系统的总输出功率与负荷功率进行比较，基于所述总输出功率与负荷功率的比较结果，通过对储能系统的荷电量和输出电压进行约束以延长储能系统的寿命。当所述柴油发电机系统正常运行时，控制所述柴油发电机系统持续运行，且对柴油发电机系统进行最小运行功率约束控制。

在孤岛微电网系统中，所述控制器还可被配置为：当所述总输出功率和储能系统的放电功率之和小于负荷功率时，切除部分负荷；当所述总输出功率大于负荷功率和储能系统的充电功率之和时，对风力发电系统和光伏发电系统进行限功率控制。

在孤岛微电网系统中，当所述柴油发电机系统正常运行时，所述柴油发电机系统可工作于U/f模式以作为孤岛微电网的电压和频率支撑，并且风力发电系统、光伏发电系统和储能系统可工作于PQ模式。

在孤岛微电网系统中，对风力发电系统和光伏发电系统进行限功率控制时，可首先限制光伏发电系统的功率。

在孤岛微电网系统中，当所述柴油发电机系统出现故障时，所述柴油发电机系统可停止运行，所述储能系统的工作模式可转为U/f模式，作为孤岛微电网的电压和频率支撑。

在孤岛微电网系统中，对所述储能系统的约束包括：当所述总输出功率大于负荷功率时，可限制电池的荷电状态小于0.9倍的荷电状态最大值，并且储能电池的电压小于最大电压。

对所述储能系统的约束还包括：当储能系统的充电功率超过最大充电功率时，可对风力发电系统和光伏发电系统进行限功率控制。