[发明专利]一种抽油机井群直流微电网系统及其协同控制方法

权利要求书

1.一种抽油机井群直流微电网系统，其特征在于，包括降压变压器、光伏发电单元、风力发电单元以及抽油机负荷，所述光伏发电单元包括光伏电池板与单向DC/DC变换器，所述风力发电单元包括永磁风力发电机组与AC/DC变换器二，所述抽油机负荷包括抽油机负与DC/AC变换器三；

所述降压变压器的高压侧与三相电网连接，所述降压变压器的低压侧连接到所述AC/DC变换器一的交流输入端，所述AC/DC变换器一的直流输出端作为公共直流母线，所述光伏电池板的输出端连接到所述单向DC/DC变换器的低压输入端，所述单向DC/DC变换器的高压输出端并联到所述公共直流母线上，所述永磁风力发电机组的定子出线端连接到所述AC/DC变换器二的交流输入端，所述AC/DC变换器二的直流输出端并联到所述公共直流母线上，所述抽油机与DC/AC变换器三分别并联在所述公共直流母线。

2.根据权利要求1所述的抽油机井群直流微电网系统，其特征在于，还包括分别并联到所述公共直流母线上的直流卸荷电阻和直流稳压电容，所述直流卸荷电阻通过可控开关控制。

3.根据权利要求1所述的抽油机井群直流微电网系统，其特征在于，所述降压变压器与所述AC/DC变换器一之间串联有电抗器。

4.根据权利要求2所述的抽油机井群直流微电网系统的协同控制方法，其特征在于，具体包括整流耗能模式，逆变降额模式和孤岛下垂模式；

所述整流耗能模式，所述AC/DC变换器一工作于整流状态，维持所述公共直流母线电压稳定，控制所述光伏发电单元和所述风机发电单元均工作于最大功率追踪状态；

所述逆变降额模式，所述AC/DC变换器一工作于逆变回馈状态，控制所述光伏发电单元、风机发电单元均降功率运行；

所述孤岛下垂模式，所述AC/DC变换器一闭锁，控制所述光伏发电单元、风机发电单元按下垂控制系数输出功率。

5.根据权利要求4所述的抽油机井群直流微电网系统的协同控制方法，其特征在于，所述逆变降额模式下，所述光伏发电单元和风机发电单元的功率指令P_PV、P_wind分别设定为：

式中：P_{GSC_RT}、P_load分别表示所述AC/DC变换器一的额定功率、所述抽油机负荷的功率；k＝P_PV/P_wind，为功率分摊系数，且有0≤k≤10。

6.根据权利要求4所述的抽油机井群直流微电网系统的协同控制方法，其特征在于，所述孤岛下垂模式下，当所述抽油机负荷的功率大于零，即P_load＞0时，所述光伏发电单元和风机发电单元的功率指令P_PV、P_wind分别设定为：

P_PV＝α₁P_load+ΔP_dc1 (1)

P_wind＝α₂P_load+ΔP_dc2 (2)

式中：α₁、α₂分别为光伏发电单元、风机发电单元的下垂控制系数，且有α₁＝k/(1+k)，α₂＝1/(1+k)；ΔP_dc1、ΔP_dc1分别为所述光伏发电单元和风机发电单元参与母线电压调节所输出的补偿功率，且有ΔP_dc1≥0，ΔP_dc2≥0；

当所述抽油机负荷的功率小于等于零，即P_load≤0时，闭锁所述光伏发电单元和风机发电单元的变换器的触发脉冲，由所述直流卸荷电阻吸收所述抽油机负荷馈入所述公共直流母线的功率。