[发明专利]一种抑制含复合储能直流微电网母线电压波动的策略

说明书

本发明公开了一种抑制含复合储能直流微电网母线电压波动的策略，将光伏用作电源，由超级电容器组和蓄电池组组成的复合储能单元缓解波动，使用非线性干扰观测器模型实时追踪负荷扰动输出，通过监控微电网中每个模块的参数来控制直流微电网，并同时保证电网的稳定性。本发明基于传统电压电流双闭环控制策略，提供一种抑制含复合储能直流微电网母线电压波动的策略，在充分利用分布式电源即插即用和复合储能单元充放电特性的前提下，DC/DC变流器侧非线性干扰观测器前馈控制的策略，利用非线性干扰观测器跟踪负荷扰动，通过前馈控制抑制直流母线电压波动，从而保证电能质量。

技术领域

本发明涉及电力系统电能质量分析控制和新能源技术领域，尤其涉及一种抑制含复合储能直流微电网母线电压波动的策略。

背景技术

能源利用和环境保护要求不断提高的背景下，分布式可再生能源发电及其相关技术引起了全球关注。直流微电网作为一种特殊形式的微电网，具有更好的电能质量和更简单的结构。与交流微电网相比，实现网格中每个组件的协调控制要容易得多。鉴于风力发电机和光伏等分布式发电的间歇性和随机性输出，储能单元已成为维持系统稳定运行，提高电能质量和保持不间断供电的关键部分。

对于直流微电网，控制和电源管理主要集中在两个方面。一种是调节直流母线电压，另一种是平衡电源和负载之间的功率。由于受到太阳辐射和光伏面板特性影响，光伏发电具有随机性，直接影响直流微电网光伏系统中的发电量，会引起直流母线电压波动问题。同时，非线性和大功率型电力电子设备的使用，会出现谐波干扰、电压升高导致的故障短路等问题。如果这些电能质量问题得不到改善，直流微电网系统使用期限会大大缩短，并且容易引起配电网发生谐波谐振，使继电保护装置误操作或者损坏，导致仪表显示故障和数据采集不准确以及通信网络受到干扰等严重后果。所以，直流微电网中电能质量的状况直接关系着系统能否高质量的运行，出现任何电能质量问题，都有可能给社会带来不可估计的损失。

目前，有文献分别提出了直流微电网母线电压分层协调控制策略和直流微电网中混合储能协调控制，但是并没有较好解决系统发生扰动和故障时如何快速稳定直流母线电压的问题。且直流微电网实际输出的扰动电流值无法直接观测到，不能计算输出扰动电流观测值i_o^*和实际负荷电流输出值i_o的误差，影响控制效果。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足，基于传统电压电流双闭环控制策略，提供一种抑制含复合储能直流微电网母线电压波动的策略，在充分利用分布式电源即插即用和复合储能单元充放电特性的前提下，DC/DC变流器侧非线性干扰观测器前馈控制的策略，利用非线性干扰观测器跟踪负荷扰动，通过前馈控制抑制直流母线电压波动，从而保证电能质量。

为实现本发明目的而提供的一种抑制含复合储能直流微电网母线电压波动的策略，将光伏用作电源，由超级电容器组和蓄电池组组成的复合储能单元缓解波动，使用非线性干扰观测器模型实时追踪负荷扰动输出，通过监控微电网中每个模块的参数来控制直流微电网，并同时保证电网的稳定性。

作为上述方案的进一步改进，所述复合储能单元包括蓄电池组、超级电容器组和两组双向DC/DC变流器，复合储能单元与光伏发电系统进行能量转换，保护系统稳定。

作为上述方案的进一步改进，所述使用非线性干扰观测器模型实时追踪负荷扰动输出，具体为：实时跟踪输出扰动电流观测值i_o^*，通过跟踪输出扰动电流观测值i_o^*和实际负荷电流输出值i_o进行对比，得到两者误差，为前馈控制提供数据，