[发明专利]一种含分布式储能系统的光伏直流微网控制方法

摘要

本发明公开了一种含分布式储能系统的光伏直流微网控制方法，所述的分布式储能系统包括微网中心控制器和多个综合负荷区；多个综合负荷区分别通过多个开关组连接到直流母线上，形成分布式储能系统；直流母线通过AC/DC变换模块与主电网连接；每一个综合负荷区包括区域控制器、负荷、储能模块和光伏发电单元；光伏板通过Boost电路与储能模块相连，储能模块和负荷之间设有内联开关；每一个开关组包括一个馈电开关和一个负荷开关；馈电开关连接储能模块与直流母线；负荷开关连接负荷和直流母线；微网中心控制器依据P_pv、P_L与储能单元的SOC控制光伏直流微网工作在区域自治与区域协助两种运行模式。本发明可以有效提高光伏直流微网协调控制的可靠性。

主权项

1.一种含分布式储能系统的光伏直流微网控制方法，其特征在于，所述的分布式储能系统包括微网中心控制器和多个综合负荷区；多个综合负荷区分别通过多个开关组连接到直流母线上，形成分布式储能系统；直流母线通过AC/DC变换模块与主电网连接；开关组和AC/DC变换模块均受控于微网中心控制器；每一个综合负荷区包括区域控制器、负荷、储能模块和光伏发电单元；光伏发电单元为光伏板；光伏板通过Boost电路与储能模块相连，储能模块和负荷之间设有内联开关；每一个开关组包括一个馈电开关和一个负荷开关；馈电开关连接储能模块与直流母线；负荷开关连接负荷和直流母线；微网中心控制器依据P_pv、P_L与储能单元的SOC控制光伏直流微网工作在区域自治与区域协助两种运行模式；P_PV、P_L分别为某一综合负荷区的光伏电池的输出功率与负荷的消耗功率；储能单元的SOC包括SOC_bat、SOC_sc、SOC_{bat_max}、SOC_{bat_min}、SOC_{sc_max}和SOC_{sc_min}；SOC_bat、SOC_sc分别表示蓄电池与超级电容的荷电状态，荷电状态是指储能器件剩余容量与其总容量的比值；SOC_{bat_max}和SOC_{bat_min}分别表示SOC_bat的上限与下限；SOC_{sc_max}和SOC_{sc_min}分别表示SOC_sc的上限与下限；区域自治运行模式分为以下四种工作状态：工作状态1：蓄电池与超级电容均有足够的容量平抑当地波动；在该工作状态1下，各区域的光伏电池均工作在最大功率跟踪控制模式，负荷消耗功率由光伏电池提供，当光伏电池输出功率大于负荷消耗功率时，过剩的能量储存在储能装置中，当光伏电池输出功率小于负荷消耗功率时，不足的能量由储能装置提供；工作状态2：SOC_sc越限而SOC_bat正常；基于超级电容承担功率波动的高频分量结合P_pv与P_L将该工作状态2划分为四种运行状态：a)SOC_sc<SOC_{sc_min}，P_PV>P_L，不作调整；b)SOC_sc<SOC_{sc_min}，P_PV<P_L，增加蓄电池的出力，多输出的部分由超级电容通过母线吸收使SOC_sc回归到正常区间；c)SOC_sc>SOC_{sc_max}，P_PV<P_L，不作调整；d)SOC_sc>SOC_{sc_max}，P_PV>P_L，则超级电容放电；具体放电功率大小为：区域净功率(P_pv‑P_L)的高频部分，超级电容的放电功率由蓄电池通过母线吸收；工作状态3：SOC_bat越限而SOC_sc正常；结合P_pv与P_L将该工作状态3也分为四种运行状态：a)SOC_bat<SOC_{bat_min}，P_PV>P_L，不作调整；b)SOC_bat<SOC_{bat_min}，P_PV<P_L，如果别的区域混合储能单元无法协助本区域进行平抑，则切除一部分次要负荷来保证重要负荷的正常运行，切除次要负荷的功率大小为P＝P_L‑P_pv，反之，则切换至区域协助模式；c)SOC_bat>SOC_{bat_max}，P_PV<P_L，不作调整；d)SOC_bat>SOC_{bat_max}，P_PV>P_L，如果别的区域混合储能单元无法协助本区域进行平抑，则控制光伏板由最大功率跟踪模式切换至恒压模式，反之，则切换至区域协助模式；工作状态4：SOC_bat与SOC_sc都越限；结合P_pv与P_L又将该工作状态4分为八种运行状态：a)SOC_bat>SOC_{bat_max}，SOC_sc>SOC_{sc_max}，P_PV<P_L，不作调整；b)SOC_bat>SOC_{bat_max}，SOCsc>SOC_{sc_max}，P_PV>P_L，调整策略与工作状态3的运行状态d)相同；c)SOC_bat<SOC_{bat_min}，SOC_sc<SOC_{sc_min}，P_PV>P_L，不作调整；d)SOC_bat<SOC_{bat_min}，SOC_sc<SOC_{sc_min}，P_PV<P_L，调整策略与工作状态3运行状态b)相同；e)SOC_bat>SOC_{bat_max}，SOC_sc<SOC_{sc_min}，P_PV<P_L，调整策略与工作状态2运行状态b） 相同；f)SOC_bat>SOC_{bat_max}，SOC_sc<SOC_{sc_min}，P_PV>P_L，调整策略与工作状态3运行状态d)相同；g)SOC_bat<SOC_{bat_min}，SOC_sc>SOC_{sc_max}，P_PV>P_L，调整策略与工作状态2运行状态d)相同；h)SOC_bat<SOC_{bat_min}，SOC_sc>SOC_{sc_max}，P_PV<P_L，调整策略与工作状态3运行状态b) 相同。