[发明专利]一种直流微电网系统及其控制方法

权利要求书

1.一种直流微电网系统，其特征在于，包括光伏发电模块、储能系统、变换器、变流器、直流母线、隔离变压器、并网开关和负载；光伏发电模块、储能系统以及负载均通过变换器连接到直流母线；直流母线还连接有变流器，变流器连接隔离变压器，隔离变压器和电网之间设置有并网开关。

2.根据权利要求1所述的一种直流微电网系统，其特征在于，变换器包括光伏变换器、储能变换器和直流变换器；负载包括直流负载和交流负载；光伏发电模块、储能系统以及直流负载分别通过光伏变换器、储能变换器和直流变换器连接到直流母线。

3.根据权利要求2所述的一种直流微电网系统，其特征在于，变流器包括软起变流器和主功率变流器；交流负载通过主功率变流器连接到直流母线，软起变流器连接隔离变压器。

4.一种直流微电网系统的控制方法，其特征在于，基于权利要求1至3任意一项所述的一种直流微电网系统，包括：

孤岛运行模式：此时直流微电网系统脱离大电网运行，若光伏能量大于负载需求，则只有光伏给直流母线充能，电池和负载从直流母线上抽取能量；若光伏能量小于负载需求，则光伏和电池共同给直流母线充能，负载从直流母线上抽取能量；

并网运行模式：

(1)优先备电模式：电池SOC低于阈值时，整个直流微电网系统优先满足电池从直流母线上抽取能量，剩余能量则给负载功能；

(2)手动模式：包括两种优先级模式，光伏第一优先、市电第二优先、电池第三优先和光伏第一优先、电池第二优先、市电第三优先，优先级越高则优先向直流母线提供能量；

(3)自动模式：在电价谷时自动选择光伏第一优先、市电第二优先、电池第三优先，在电价峰时自动选择光伏第一优先、电池第二优先、市电第三优先；

(4)防逆流模式：并网运行时不允许市电向直流母线提供能量。

5.根据权利要求4所述的一种直流微电网系统的控制方法，其特征在于，根据母线电压控制策略实现各模块间能量潮流控制，模式切换平滑，母线电压给定分为V_Max、V_Mid、V_Min三挡。

6.根据权利要求4所述的一种直流微电网系统的控制方法，其特征在于，光伏发电模块中直流变换器低压侧接光伏电池，高压侧接直流母线，低压侧负责MPPT最大功率点跟踪，当母线电压大于Vmax时，光伏发电模块便不再输出，退出MPPT最大功率点跟踪。

7.根据权利要求4所述的一种直流微电网系统的控制方法，其特征在于，储能系统中双向直流变换器低压侧接电池，高压侧接直流母线，低压侧负责对电池充放电目标电压进行管理，高压侧负责对直流母线补充或吸收能量；电流环限幅环节用于对电池进行充放电电流管理。

8.根据权利要求4所述的一种直流微电网系统的控制方法，其特征在于，双向DC/AC模块直流侧母线电压环用于调节电网与直流母线能量交换，在模式切换中保证母线电压稳定，功率上下限环节用于限制电网与直流母线的能量交换能力以及实现防逆流。

9.根据权利要求4-8任意一项所述的一种直流微电网系统的控制方法，其特征在于，手动模式中，当光储微电网系统工作于光伏第一优先、市电第二优先、电池第三优先模式下，光伏母线电压给定为最高V_Max，市电母线电压给定为V_Mid，电池母线电压给定为V_Min；当光伏功率大于电池充电功率时，母线电压便会维持在V_Mid～V_max之间，光伏优先向直流母线电压供能，电池优先向直流母线抽取能量，剩余能量通过DC/AC变换器给负载供电；当光伏功率小于电池充电功率时，母线电压维持在V_min～V_Mid之间，光伏和市电同时向直流母线供能，光伏优先向直流母线供能满足电池充电能量需求，剩余未满足部分由市电供给；

当光储微电网系统工作于光伏第一优先、电池第二优先、市电第三优先模式下，光伏母线电压给定为最高V_Max，电池母线电压给定为V_Mid，市电母线电压给定为V_Min；当光伏功率大于DC/AC侧功率需求时，母线电压便会维持在V_Mid～V_max之间，光伏优先向直流母线电压供能，DC/AC变换器优先从直流母线抽取能量，剩余能量给电池供电；当光伏功率小于DC/AC侧功率需求时，母线电压维持在V_min～V_Mid之间，光伏和电池同时向直流母线供能，光伏优先向直流母线供能满足DC/AC侧能量需求，剩余未满足部分由电池供给。