[发明专利]一种直流微电网二次调压系统及其控制方法

摘要

本发明涉及直流微电网调压系统，具体是一种直流微电网二次调压系统及其控制方法。本发明解决了传统的直流微电网下垂调压系统无法将直流母线电压调节至其额定值的问题。一种直流微电网二次调压系统，包括钒电池储能系统、调压控制器；所述钒电池储能系统包括钒电池、双向DC/DC变换器、钒电池检测仪；钒电池通过双向DC/DC变换器与直流母线连接；钒电池检测仪与钒电池连接；调压控制器分别与直流母线、钒电池检测仪、钒电池储能系统中的双向DC/DC变换器、混合储能系统中的第二双向DC/DC变换器、并网系统中的双向DC/AC变换器连接。本发明适用于直流微电网。

主权项

1.一种直流微电网二次调压系统的控制方法，其特征在于：该方法是基于如下所述的一种直流微电网二次调压系统实现的，一种直流微电网二次调压系统，包括钒电池储能系统、调压控制器；所述钒电池储能系统包括钒电池、双向DC/DC变换器、钒电池检测仪；钒电池通过双向DC/DC变换器与直流母线连接；钒电池检测仪与钒电池连接；调压控制器分别与直流母线、钒电池检测仪、钒电池储能系统中的双向DC/DC变换器、混合储能系统中的第二双向DC/DC变换器、并网系统中的双向DC/AC变换器连接；该方法是采用如下步骤实现的：A.调压控制器根据直流微电网的运行状态选择一次下垂调压系统：若直流微电网处于孤岛运行状态，则由混合储能系统充当一次下垂调压系统，然后执行步骤B；若直流微电网处于并网运行状态，则由并网系统充当一次下垂调压系统，然后执行步骤C；B.调压控制器控制混合储能系统中的第二双向DC/DC变换器切换至下垂调压模式，根据此时的直流母线电压Udc和下垂特性曲线进行一次调压；然后，执行步骤D；C.调压控制器控制并网系统中的双向DC/AC变换器切换至下垂调压模式，根据此时的直流母线电压Udc和下垂特性曲线进行一次调压；然后，执行步骤D；D.调压控制器采集直流母线电压Udc，并判断直流母线电压Udc在Δt时间内的变化量ΔUdc是否小于阈值δ；若直流母线电压Udc在Δt时间内的变化量ΔUdc不小于阈值δ，则表明直流微电网的运行未达到稳态，此时循环执行步骤D；若直流母线电压Udc在Δt时间内的变化量ΔUdc小于阈值δ，则表明直流微电网的运行达到稳态，此时执行步骤E；E.调压控制器通过钒电池检测仪实时检测钒电池的荷电状态SOCVRB，并判断钒电池的荷电状态SOCVRB是否超出正常工作范围；若钒电池的荷电状态SOCVRB未超出正常工作范围，且直流微电网处于孤岛运行状态，则执行步骤F；若钒电池的荷电状态SOCVRB未超出正常工作范围，且直流微电网处于并网运行状态，则执行步骤G；若钒电池的荷电状态SOCVRB超出正常工作范围，则循环执行步骤E；F.调压控制器控制混合储能系统中的第二双向DC/DC变换器由下垂调压模式切换至功率锁定模式，混合储能系统的输出功率由此锁定为当前值；然后，调压控制器控制钒电池储能系统中的双向DC/DC变换器由空闲模式切换至双闭环控制模式，钒电池储能系统由此将直流母线电压Udc调节至其额定值Udcr，从而实现直流母线电压Udc的零误差二次调节；然后，执行步骤H；G.调压控制器控制并网系统中的双向DC/AC变换器由下垂调压模式切换至功率锁定模式，并网系统的输出功率由此锁定为当前值；然后，调压控制器控制钒电池储能系统中的双向DC/DC变换器由空闲模式切换至双闭环控制模式，钒电池储能系统由此将直流母线电压Udc调节至其额定值Udcr，从而实现直流母线电压Udc的零误差二次调节；然后，执行步骤H；H.调压控制器通过钒电池检测仪实时检测钒电池储能系统的输出功率PVRB，并判断钒电池储能系统的输出功率PVRB是否达到阈值±PT或0；同时，调压控制器通过钒电池检测仪实时检测钒电池的荷电状态SOCVRB，并判断钒电池的荷电状态SOCVRB是否超出正常工作范围；若钒电池储能系统的输出功率PVRB未达到阈值±PT或0，且钒电池的荷电状态SOCVRB未超出正常工作范围，则循环执行步骤H；若钒电池储能系统的输出功率PVRB达到阈值±PT或0，或者钒电池的荷电状态SOCVRB超出正常工作范围，且直流微电网处于孤岛运行状态，则执行步骤I；若钒电池储能系统的输出功率PVRB达到阈值±PT或0，或者钒电池的荷电状态SOCVRB超出正常工作范围，且直流微电网处于并网运行状态，则执行步骤J；I.调压控制器控制钒电池储能系统中的双向DC/DC变换器由双闭环控制模式切换至空闲模式，钒电池储能系统输出由此关闭；然后，调压控制器控制混合储能系统中的第二双向DC/DC变换器由功率锁定模式切换至下垂调压模式，混合储能系统由此恢复到下垂调压模式，并根据此时的直流母线电压Udc重新整定其输出功率；然后，返回步骤D；J.调压控制器控制钒电池储能系统中的双向DC/DC变换器由双闭环控制模式切换至空闲模式，钒电池储能系统输出由此关闭；然后，调压控制器控制并网系统中的双向DC/AC变换器由功率锁定模式切换至下垂调压模式，并网系统由此恢复到下垂调压模式，并根据此时的直流母线电压Udc重新整定其输出功率；然后，返回步骤D；所述步骤F、G中，一次下垂调压系统的功率锁定模式的实现，是通过将其功率控制环节中输出电流参考值Idroop_ref与输出电流实际值Idroop_real之间的电流差量信号IΔ人工置零来完成的，通过一个电流环使其保持当前输出电流不变，从而实现其输出功率的锁定。