[发明专利]一种离网型直流微电网的能量协调控制方法

说明书

本发明涉及一种离网型直流微电网的能量协调控制方法，所述直流微电网设有光伏发电单元、风力发电单元、储能单元和负荷单元，根据所述直流母线电压的等级将直流微电网划分为多个工作模式，每个工作模式下存在光伏发电单元、风力发电单元、储能单元和负荷单元中的1个单元或多个单元调节直流母线电压，并保持功率平衡，当直流微电网在工作模式之间进行变换时，所述光伏发电单元、风力发电单元、储能单元和负荷单元切换到相应的工作模式，实现离网条件下直流微电网的即插即用。与现有技术相比，本发明具有在无通信条件下仍可正常工作实现“即插即用”、改善直流微电网的动态特性、增加系统鲁棒性、维持直流电压稳定等优点。

技术领域

本发明涉及直流微电网能量协调控制领域，尤其是涉及一种离网型直流微电网的能量协调控制方法。

背景技术

目前，各种形式的微电网中，直流微电网具有解决分布式能源消纳、方便直流用电设备接入、适配各种储能设备和输送能力强等优点。直流微电网是由多种分布式能源、负载、储能装置以及与之相适应的接口变换器等形成的直流型多电源网络。通常情况下，风力发电、光伏发电、燃料电池等是直流微电网中主要的分布式能源，具有节能环保、容量小、即插即用等特点。

光伏发电产生的是直流电，在直流微电网中可省去整流环节，对直流微电网具有较强的适用性，但其具有发电转化率比较低、能量分散、成本高、受气候及地理条件影响大等特点，通常需要接入风力发电作为能量补充。目前针对直流微电网的研究主要集中于联网型经济优化调度上，通过储能系统改善直流微电网中可再生能源发电的间歇性及不稳定性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种离网型直流微电网的能量协调控制方法，应用电压下垂控制和MPPT控制技术，在无通信条件下仍可正常工作，实现“即插即用”，并将滑模控制方法应用于变换器控制，改善直流微电网的动态特性，增加系统鲁棒性，维持直流电压稳定。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种离网型直流微电网的能量协调控制方法，所述直流微电网设有光伏发电单元、风力发电单元、储能单元和负荷单元，根据所述直流母线电压的等级将直流微电网划分为多个工作模式，每个工作模式下存在光伏发电单元、风力发电单元、储能单元和负荷单元中的1个单元或多个单元调节直流母线电压，并保持功率平衡，当直流微电网在工作模式之间进行变换时，所述光伏发电单元、风力发电单元、储能单元和负荷单元切换到相应的控制模式，实现离网条件下直流微电网的即插即用。

工作模式的数量为6个，包括第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式、第四工作模式、第五工作模式和第六工作模式，所述直流母线电压的等级的数量为6个，包括最小阈值、第一等级、稳压等级、第二等级、第三等级和最大阈值。

进一步地，所述直流母线电压的电压值在第三等级和最大阈值之间时，直流微电网的工作模式为第一工作模式，其中光伏发电单元的控制方式为下垂控制，风力发电单元的控制方式为下垂控制，储能单元进行恒流充电。

进一步地，所述直流母线电压的电压值在第二等级和第三等级之间时，直流微电网的工作模式为第二工作模式，其中光伏发电单元的控制方式为下垂控制，风力发电单元的控制方式为最大功率点跟踪控制，储能单元进行恒流充电。

进一步地，所述直流母线电压的电压值在稳压等级和第二等级之间时，直流微电网的工作模式为第三工作模式，其中光伏发电单元的控制方式为最大功率点跟踪控制，风力发电单元的控制方式为最大功率点跟踪控制，储能单元进行稳压充电。

进一步地，所述直流母线电压的电压值在第一等级和稳压等级之间时，直流微电网的工作模式为第四工作模式，其中光伏发电单元的控制方式为最大功率点跟踪控制，风力发电单元的控制方式为最大功率点跟踪控制，储能单元进行稳压放电。