本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種基于復(fù)合儲能的微電網(wǎng)平滑切換控制方法與策略，設(shè)置含多種分布式電源的低壓微電網(wǎng)，所述低壓微網(wǎng)中的公共連接點PCC、各分布式電源和所有支路的開關(guān)由微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS進行監(jiān)控，微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS通過檢測微電網(wǎng)公共連接點PCC的開/合狀態(tài)來判定低壓微電網(wǎng)處于孤島運行狀態(tài)或并網(wǎng)運行狀態(tài)，其特征在于：在所述含多種分布式電源的低壓微電網(wǎng)中設(shè)置由超級電容器和蓄電池組成的復(fù)合儲能單元，在微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS對低壓微電網(wǎng)監(jiān)控的基礎(chǔ)上利用復(fù)合儲能單元對微電網(wǎng)平滑切換控制。本發(fā)明專利技術(shù)通過充分利用復(fù)合儲能特點，可大幅度提高微電網(wǎng)在切換緊急狀態(tài)下的供電可靠性和供電質(zhì)量，有利于微電網(wǎng)推廣和應(yīng)用。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及微電網(wǎng)平滑切換控制方法，尤其是一種基于復(fù)合儲能的微電網(wǎng)平滑切換控制方法與策略。屬于電カ系統(tǒng)輸配電
技術(shù)介紹
微電網(wǎng)有并網(wǎng)和孤島兩種運行模式，正常情況下微電網(wǎng)與公共配電網(wǎng)并網(wǎng)運行，其電壓和頻率穩(wěn)定性都由公共配電網(wǎng)支撐，當配電網(wǎng)或微電網(wǎng)內(nèi)部出現(xiàn)故障，微電網(wǎng)與配電網(wǎng)的公共連接點(PCC)將立即斷開，微電網(wǎng)由并網(wǎng)運行狀態(tài)轉(zhuǎn)為孤島運行狀態(tài)。對大部分微電網(wǎng)而言，微電網(wǎng)中的利用可再生資源發(fā)電的分布式電源出力并不能完全滿足負荷需求，當微電網(wǎng)由并網(wǎng)轉(zhuǎn)入非計劃孤島運行時往往出現(xiàn)功率缺額，導(dǎo)致微電網(wǎng)無法保持電壓和頻率穩(wěn)定，嚴重時將造成分布式電源退出運行，負荷斷電，整個微電網(wǎng)陷入崩潰。因此研 究微電網(wǎng)并網(wǎng)運行向非計劃孤島切換以及孤島運行向并網(wǎng)切換的控制方法與策略，確保微電網(wǎng)的在不同運行模式下平穩(wěn)過渡，對提高微電網(wǎng)的電能質(zhì)量和供電可靠性具有重要意義。目前對運行模式切換的研究主要集中在源與網(wǎng)之間的切換，即單臺帶負載的分布式電源與公共配電網(wǎng)并網(wǎng)運行和脫網(wǎng)孤島運行之間的切換,而對整個微電網(wǎng)與公共配電網(wǎng)網(wǎng)際之間的運行模式切換研究相對較少。目前已有的微電網(wǎng)運行模式平滑切換方法主要有兩種一、主電源采用V/F控制的切換模式微電網(wǎng)由并網(wǎng)向孤島運行切換時，作為孤島運行主電源的分布式電源由并網(wǎng)的PQ控制轉(zhuǎn)為V/F控制，同時改變逆變器控制參數(shù)以實現(xiàn)微電網(wǎng)運行模式平滑切換。這種切換方法存在的主要問題是(1)實際微電網(wǎng)在孤島運行時，主電源一般要求具備良好地穩(wěn)定性和較大的容量，往往只會選擇柴油發(fā)電機或儲能裝置，而不選分布式電源，但并網(wǎng)時柴油發(fā)電機處于停機狀態(tài)，儲能裝置也往往處于浮充狀態(tài)，因此實際微電網(wǎng)由并網(wǎng)向非計劃孤島切換過程中能夠?qū)⒅麟娫从蒔Q控制轉(zhuǎn)為V/F控制的情形較為少見。(2)該方法沒有考慮并網(wǎng)轉(zhuǎn)非計劃孤島時功率缺額的情況，只考慮切換后孤島運行能達到功率平衡或缺額不大的情形，尚若非計劃切換后孤島功率缺額較大，作為主電源的分布式電源容量有限，無法填補微電網(wǎng)功率缺額，則平滑切換將無法實現(xiàn)。ニ、分布式電源均采用下垂控制的切換模式微電網(wǎng)中的分布式電源在并網(wǎng)時均采用PQ控制，孤島運行時均轉(zhuǎn)為下垂控制，切換時在基本下垂控制器中増加下垂額定點調(diào)節(jié)環(huán)，通過該環(huán)路的投切實現(xiàn)并網(wǎng)與孤島控制模式的平滑轉(zhuǎn)換。該方法同樣沒有充分考慮非計劃切換過程中功率缺額的影響，如果非計劃切換后孤島功率缺額較大，采用下垂控制對分布式電源可調(diào)容量要求較高，在滲透率較低的微電網(wǎng)中平滑切換將難以實現(xiàn)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的，是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中微電網(wǎng)由并網(wǎng)向非計劃孤島切換時出現(xiàn)功率缺額而導(dǎo)致電能質(zhì)量嚴重下降，以及微電網(wǎng)并網(wǎng)時微電網(wǎng)與公共配電網(wǎng)存在不同步的問題，提供一種基于復(fù)合儲能的微電網(wǎng)平滑切換控制方法與策略。本專利技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案達到一種基于復(fù)合儲能的微電網(wǎng)平滑切換控制方法與策略，設(shè)置含多種分布式電源的低壓微電網(wǎng)，所述低壓微網(wǎng)中的公共連接點PCC、各分布式電源和所有支路的開關(guān)由微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS進行監(jiān)控，微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS通過檢測微電網(wǎng)公共連接點PCC的開/合狀態(tài)來判定低壓微電網(wǎng)處于孤島運行狀態(tài)或并網(wǎng)運行狀態(tài)，其特征在于在所述含多種分布式電源的低壓微電網(wǎng)中設(shè)置由超級電容器和蓄電池組成的復(fù)合儲能単元，在微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS對低壓微電網(wǎng)監(jiān)控的基礎(chǔ)上利用復(fù)合儲能單元對微電網(wǎng)平滑切換控制，具體方法與策略如下I)由并網(wǎng)運行轉(zhuǎn)非計劃孤島切換控制當檢測到微電網(wǎng)公共連接點PCC處于斷開狀態(tài)時，低壓微電網(wǎng)由并網(wǎng)運行向非計劃孤島進行切換，在不改變分布式電源運行控制模式前提下，將超級電容器和蓄電池組成 的復(fù)合儲能裝置作為微電網(wǎng)孤島運行時的主電源，在設(shè)計合理的復(fù)合儲能裝置結(jié)構(gòu)和充放電控制方法的基礎(chǔ)上，通過制定合適的微電網(wǎng)并網(wǎng)轉(zhuǎn)非計劃孤島切換控制策略，確保切換前后重要負荷正常供電和分布式電源正常運行；2)由孤島運行轉(zhuǎn)并網(wǎng)切換控制當檢測到公共配電網(wǎng)恢復(fù)供電時，將微電網(wǎng)由孤島運行狀態(tài)切換到并網(wǎng)運行，通過并網(wǎng)前對作為主電源的復(fù)合儲能進行預(yù)同步控制，將低壓微電網(wǎng)的電壓和相角調(diào)整到與公共配電網(wǎng)基本一致，從而有效地減少了孤島向并網(wǎng)運行切換時的沖擊和振蕩，確保運行模式切換過程中的平穩(wěn)過渡。進ー步地，由并網(wǎng)運行轉(zhuǎn)非計劃孤島切換控制時，根據(jù)超級電容器端ロ電壓1!_大小來控制超級電容器和蓄電池的投切，以穩(wěn)定復(fù)合儲能単元中直流母線電壓U。為目標調(diào)節(jié)超級電容器組合蓄電池的出力，設(shè)復(fù)合儲能單元中超級電容器運行電壓上限為UMP_UP，運行電壓下限為uMp_lOT，端ロ電壓余量系數(shù)為a (0〈a〈l)，則并網(wǎng)轉(zhuǎn)非計劃孤島的切換控制策略如下I)微網(wǎng)EMS系統(tǒng)通過光纖通信獲取PCC點開斷信息以判斷微電網(wǎng)是否孤島運行，當監(jiān)測到微電網(wǎng)孤島運行時立即將超級電容器由浮充狀態(tài)切換到放電狀態(tài)，同時將復(fù)合儲能単元由充電模式切換到V/F控制放電模式；為最大限度減小復(fù)合儲能裝置投入對微電網(wǎng)的沖擊影響，復(fù)合儲能V/F控制的參考電壓和參考頻率/相角取PCC點斷開瞬間公共配電網(wǎng)的電壓和頻率/相角值；2)由于微電網(wǎng)存在功率缺額，復(fù)合儲能單元通過V/F控制輸出功率穩(wěn)住微電網(wǎng)電壓和頻率，復(fù)合儲能直流母線電壓U。下降，超級電容器瞬時響應(yīng)出力，迅速填補微電網(wǎng)功率缺額，與此同時超級電容器端ロ電壓逐漸下降；3)當a ucap_up時，切除低壓微電網(wǎng)中的次要負荷，若由復(fù)合儲能單元中的蓄電池組的最大輸出功率為Pbat_up，此時其余分布式電源功率之和為Sdg_wh-，切除前的負荷總功率為slMd_wh-，切除后所剩負荷功率為slMd_MS，則需切除的次要負荷功率SltjadIt須滿足以下表達式權(quán)利要求1.一種基于復(fù)合儲能的微電網(wǎng)平滑切換控制方法與策略，設(shè)置含多種分布式電源的低壓微電網(wǎng)，所述低壓微網(wǎng)中的公共連接點PCC、各分布式電源和所有支路的開關(guān)由微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS進行監(jiān)控，微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS通過檢測微電網(wǎng)公共連接點PCC的開/合狀態(tài)來判定低壓微電網(wǎng)處于孤島運行狀態(tài)或并網(wǎng)運行狀態(tài)，其特征在于在所述含多種分布式電源的低壓微電網(wǎng)中設(shè)置由超級電容器和蓄電池組成的復(fù)合儲能単元，在微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS對低壓微電網(wǎng)監(jiān)控的基礎(chǔ)上利用復(fù)合儲能單元對微電網(wǎng)平滑切換控制，具體方法與策略如下 1)由并網(wǎng)運行轉(zhuǎn)非計劃孤島切換控制 當檢測到微電網(wǎng)公共連接點PCC處于斷開狀態(tài)時，低壓微電網(wǎng)由并網(wǎng)運行向非計劃孤島進行切換，針對微電網(wǎng)由并網(wǎng)運行向非計劃孤島切換過程中功率出現(xiàn)不平衡的問題，在不改變分布式電源運行控制模式前提下，將超級電容器和蓄電池組成的復(fù)合儲能裝置作為微電網(wǎng)孤島運行時的主電源，在設(shè)計合理的復(fù)合儲能裝置結(jié)構(gòu)和充放電控制方法的基礎(chǔ)上，通過制定合適的微電網(wǎng)并網(wǎng)轉(zhuǎn)非計劃孤島切換控制策略，確保切換前后重要負荷正常供電和分布式電源正常運行； 2)由孤島運行轉(zhuǎn)并網(wǎng)切換控制 當檢測到公共配電網(wǎng)恢復(fù)供電時，將微電網(wǎng)由孤島運行狀態(tài)切換到并網(wǎng)運行，通過并網(wǎng)前對作為主電源的復(fù)合儲能進行預(yù)同步控制，將低壓微電網(wǎng)的電壓和相角調(diào)整到與公共配電網(wǎng)基本一致，從而有效地減少了孤島向并網(wǎng)運行切換時的沖擊和振蕩，確保運行模式切換過程中的平穩(wěn)過渡。2.如權(quán)利要求I所述的ー種基于復(fù)合儲能的微電網(wǎng)平滑切換控制方法與策略，其特征在干由并網(wǎng)運行轉(zhuǎn)非計劃孤島切換控制時，根據(jù)超級電容器端本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種基于復(fù)合儲能的微電網(wǎng)平滑切換控制方法與策略，設(shè)置含多種分布式電源的低壓微電網(wǎng)，所述低壓微網(wǎng)中的公共連接點PCC、各分布式電源和所有支路的開關(guān)由微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS進行監(jiān)控，微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS通過檢測微電網(wǎng)公共連接點PCC的開/合狀態(tài)來判定低壓微電網(wǎng)處于孤島運行狀態(tài)或并網(wǎng)運行狀態(tài)，其特征在于：在所述含多種分布式電源的低壓微電網(wǎng)中設(shè)置由超級電容器和蓄電池組成的復(fù)合儲能單元，在微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)EMS對低壓微電網(wǎng)監(jiān)控的基礎(chǔ)上利用復(fù)合儲能單元對微電網(wǎng)平滑切換控制，具體方法與策略如下：1）由并網(wǎng)運行轉(zhuǎn)非計劃孤島切換控制當檢測到微電網(wǎng)公共連接點PCC處于斷開狀態(tài)時，低壓微電網(wǎng)由并網(wǎng)運行向非計劃孤島進行切換，針對微電網(wǎng)由并網(wǎng)運行向非計劃孤島切換過程中功率出現(xiàn)不平衡的問題，在不改變分布式電源運行控制模式前提下，將超級電容器和蓄電池組成的復(fù)合儲能裝置作為微電網(wǎng)孤島運行時的主電源，在設(shè)計合理的復(fù)合儲能裝置結(jié)構(gòu)和充放電控制方法的基礎(chǔ)上，通過制定合適的微電網(wǎng)并網(wǎng)轉(zhuǎn)非計劃孤島切換控制策略，確保切換前后重要負荷正常供電和分布式電源正常運行；2）由孤島運行轉(zhuǎn)并網(wǎng)切換控制當檢測到公共配電網(wǎng)恢復(fù)供電時，將微電網(wǎng)由孤島運行狀態(tài)切換到并網(wǎng)運行，通過并網(wǎng)前對作為主電源的復(fù)合儲能進行預(yù)同步控制，將低壓微電網(wǎng)的電壓和相角調(diào)整到與公共配電網(wǎng)基本一致，從而有效地減少了孤島向并網(wǎng)運行切換時的沖擊和振蕩，確保運行模式切換過程中的平穩(wěn)過渡。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉志文，夏文波，劉明波，陳志剛，孫浩，張磊，
申請(專利權(quán))人：中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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