專利名稱：一種風(fēng)光直流微電網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)控制方法
一種風(fēng)光直流微電網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)控制方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于風(fēng)光新能源應(yīng)用和直流微電網(wǎng)技術(shù)，尤其是涉及風(fēng)光直流微電網(wǎng)的運(yùn)行控制方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在能源緊缺與環(huán)境污染的雙重壓力下，近年來(lái)，新能源發(fā)電技術(shù)在研究、開發(fā)及利用上都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在各種新能源發(fā)電技術(shù)中，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和光伏發(fā)電技術(shù)備受矚目。但風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電都具有間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn)，不能根據(jù)負(fù)荷需要發(fā)電，輸出功率隨天氣條件的變化而波動(dòng)。風(fēng)光發(fā)電設(shè)備一般采用電力電子變換器組成，本身無(wú)慣性， 抗過(guò)流能力較差，含有較豐富的諧波。與大電網(wǎng)進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行時(shí)需引入大量電力電子設(shè)備和電容、電感，將改變?cè)邢到y(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，從而影響潮流的分布，給電網(wǎng)的穩(wěn)定性帶來(lái)了不確定性，并影響了電能質(zhì)量。因此，不少地方的風(fēng)光電源在實(shí)際并網(wǎng)時(shí)受到限制。
為充分發(fā)揮分布式發(fā)電優(yōu)勢(shì)和潛能，微電網(wǎng)的概念被提出，微電網(wǎng)是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)。微電網(wǎng)目前可劃分為交流微電網(wǎng)和直流微電網(wǎng)兩類，傳統(tǒng)的交流微電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中需要解決各分布式微電源的同步、浪涌電流、 三相不平衡等諸多問(wèn)題，需要對(duì)微電網(wǎng)中的各個(gè)分布式電源進(jìn)行有效控制，以維持電壓和頻率在允許的變化范圍之內(nèi)。尤其在孤島運(yùn)行模式下，由于分布式電源不再利用并聯(lián)運(yùn)行的大電網(wǎng)獲得電壓和頻率參考，此時(shí)的控制將更加復(fù)雜。雖然目前已提出幾種解決辦法，但由于需要考慮的東西太多，導(dǎo)致整個(gè)交流微電網(wǎng)的控制復(fù)雜。
采用直流微電網(wǎng)能減少整個(gè)系統(tǒng)的變換級(jí)數(shù)，且控制時(shí)無(wú)需考慮無(wú)功，相對(duì)簡(jiǎn)單。 目前提出的直流微電網(wǎng)系統(tǒng)中一般都包含電源、儲(chǔ)能裝置、負(fù)載及變換器這四個(gè)部分。
目前在對(duì)直流微電網(wǎng)的運(yùn)行模式劃分上，主要?jiǎng)澐譃閮煞N最基本的運(yùn)行模式聯(lián)網(wǎng)模式和孤島模式。聯(lián)網(wǎng)模式下，通過(guò)大電網(wǎng)來(lái)鎮(zhèn)定直流母線電壓，孤島模式下，通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)鎮(zhèn)定直流母線電壓。以上處理方法雖然簡(jiǎn)單，但存在一序列的問(wèn)題，例如聯(lián)網(wǎng)模式下用來(lái)鎮(zhèn)定直流母線電壓的功率受到雙向AC/DC變換器功率的限制，孤島模式下在儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量是有限的，從而使得直流微電網(wǎng)中的直流母線電壓失控，導(dǎo)致整個(gè)微電網(wǎng)崩潰。發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有風(fēng)光直流微電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定性較差的不足，本發(fā)明提供一種風(fēng)光直流微電網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)控制方法，通過(guò)綜合運(yùn)用電源調(diào)度、儲(chǔ)能裝置調(diào)度、負(fù)荷調(diào)度確保風(fēng)光直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
一種風(fēng)光直流微電網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)控制方法，所述風(fēng)光直流微電網(wǎng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)及AC/DC/DC變換器、光伏陣列及DC/DC變換器、斷路器、交直流負(fù)荷及DC/AC和DC/DC變換器、直流母線、超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)及雙向DC/DC模塊、蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)及雙向DC/DC模塊、雙向AC/DC變換器、協(xié)調(diào)控制器、連接協(xié)調(diào)控制器和變換器的控制網(wǎng)絡(luò)、連接協(xié)調(diào)控制器和大電網(wǎng)電力調(diào)度中心的通信網(wǎng)絡(luò)；
將風(fēng)光直流微電網(wǎng)的運(yùn)行模式劃分為兩大類，即聯(lián)網(wǎng)模式和孤島模式，運(yùn)行模式包括
Al.雙向AC/DC變換器工作于逆變模式，且變換器的功率足夠大，大電網(wǎng)對(duì)微電網(wǎng)向電網(wǎng)輸送電能無(wú)限制，光伏陣列及風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，儲(chǔ)能裝置處于充電模式，負(fù)載全部運(yùn)行，雙向AC/DC通過(guò)調(diào)節(jié)并網(wǎng)電流的大小來(lái)控制直流母線電壓；
A2.雙向AC/DC變換器工作于逆變模式，但變換器能提供的功率有限，或大電網(wǎng)因?yàn)樨?fù)荷降低等原因需要對(duì)風(fēng)光直流微電網(wǎng)的發(fā)電進(jìn)行控制，雙向AC/DC變換器以最大可能的功率向大電網(wǎng)輸送能量，光伏陣列配合風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行定功率點(diǎn)跟蹤控制，儲(chǔ)能裝置處于充電模式，通過(guò)調(diào)節(jié)光伏陣列和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率大小來(lái)控制直流母線電壓；
A3.雙向AC/DC變換器工作于整流模式，且變換器的功率足夠大，大電網(wǎng)對(duì)微電網(wǎng)用電無(wú)限制；光伏陣列及風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，負(fù)荷全運(yùn)行，儲(chǔ)能裝置處于充電狀態(tài)；此時(shí)直流母線的電壓由雙向AC/DC來(lái)控制，確保直流母線電壓穩(wěn)定在設(shè)定值附近；
A4.雙向AC/DC變換器工作于整流模式，但變換器能提供的功率有限，或大電網(wǎng)因?yàn)樨?fù)荷上升等原因需要對(duì)風(fēng)光直流微電網(wǎng)的用電進(jìn)行控制，且此時(shí)鎮(zhèn)定直流母線電壓需要的功率超出了上述的限制范圍，光伏陣列及風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，切除 III類負(fù)荷后，調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)負(fù)荷，采用雙向AC/DC來(lái)控制直流母線電壓；
A5.雙向AC/DC變換器工作于整流模式，在A4模式下，切除III類負(fù)荷仍然不能控制直流母線電壓，進(jìn)入模式A5，光伏陣列及風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，雙向 AC/DC以最大可能的整流功率輸出，調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)負(fù)荷，采用超級(jí)電容器配合蓄電池來(lái)控制直流母線電壓；
BI.雙向AC/DC變換器工作于逆變模式時(shí)和大電網(wǎng)斷開，風(fēng)光輸出功率大于負(fù)載需求，光伏陣列配合風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行定功率點(diǎn)跟蹤控制，儲(chǔ)能裝置處于充電模式，通過(guò)調(diào)節(jié)光伏陣列和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率大小來(lái)控制直流母線電壓；
B2.雙向AC/DC變換器工作于整流模式時(shí)和大電網(wǎng)斷開，風(fēng)光輸出功率小于負(fù)載需求，且儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存的能量充足并滿足負(fù)載的功率需求。光伏陣列和風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，直流母線的電壓由超級(jí)電容器配合蓄電池進(jìn)行控制；
B3.雙向AC/DC變換器工作于整流模式時(shí)和大電網(wǎng)斷開，但儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存的能量已不多或輸出功率不能滿足負(fù)載需求，光伏陣列和風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制， 切除III類負(fù)荷，必要的時(shí)候切掉II負(fù)荷，確保對(duì)I類負(fù)荷的供電，直流母線的電壓由超級(jí)電容器配合蓄電池進(jìn)行控制；
處于聯(lián)網(wǎng)模式即A1-A5模式運(yùn)行下進(jìn)行孤島檢測(cè)，若出現(xiàn)孤島，切換到BI模式運(yùn)行；處于孤島模式即B1-B3模式運(yùn)行下進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)，若出現(xiàn)并網(wǎng)，切換到Al模式運(yùn)行；
首先，對(duì)風(fēng)光直流微電網(wǎng)進(jìn)行初始化，然后判斷是否聯(lián)網(wǎng)，如果聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行Al模式運(yùn)行，在運(yùn)行過(guò)程中檢測(cè)直流母線電壓，如果直流母線電壓過(guò)低，轉(zhuǎn)入A3模式運(yùn)行，在A3模式時(shí)，如果檢測(cè)到直流母線電壓過(guò)高，返回Al模式運(yùn)行；在Al模式運(yùn)行下，如果雙向AC/DC 變換器的功率受到限制，轉(zhuǎn)入A2模式運(yùn)行，不受限制時(shí)，返回到Al模式。在A3模式運(yùn)行下，5如果整流功率受到限制，轉(zhuǎn)入A4模式運(yùn)行，此模式運(yùn)行下，如檢測(cè)到整流功率未受到限制， 返回A3模式運(yùn)行。在A4模式運(yùn)行下，如果檢測(cè)到直流母線電壓過(guò)低，轉(zhuǎn)入A5模式運(yùn)行，此模式運(yùn)行下，如檢測(cè)到直流母線電壓過(guò)高，返回A4模式運(yùn)行；
如果處于孤島模式，轉(zhuǎn)入BI模式運(yùn)行，在此運(yùn)行模式下，如果檢測(cè)到直流母線電壓過(guò)低，轉(zhuǎn)入B2模式運(yùn)行，在B2運(yùn)行模式下，如果檢測(cè)到直流母線電壓過(guò)高，返回BI運(yùn)行模式。在B2運(yùn)行模式下，如果檢測(cè)到直流母線電壓過(guò)低或剩余電量不多，轉(zhuǎn)入B3模式運(yùn)行， 在B3運(yùn)行模式下，如果檢測(cè)到直流母線電壓過(guò)高或剩余電量充足，返回B2運(yùn)行模式。
進(jìn)一步，各個(gè)變換器采用數(shù)字控制器進(jìn)行控制，該數(shù)字控制器帶有通信功能，并能通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)調(diào)控制器交換信息。
再進(jìn)一步，在協(xié)調(diào)控制器中，通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)將結(jié)果送給各變換器的數(shù)字控制器控制器，由數(shù)字控制器控制變換器實(shí)現(xiàn)綜合協(xié)調(diào)控制算法。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在所述的直流微電網(wǎng)僅含風(fēng)力和光伏兩類不可控的可再生能源，通過(guò)綜合運(yùn)用電源調(diào)度、負(fù)荷調(diào)度、儲(chǔ)能裝置調(diào)度實(shí)現(xiàn)了風(fēng)光直流微電網(wǎng)在聯(lián)網(wǎng)模式和孤島模式下的穩(wěn)定運(yùn)行。從而間接地解決分布式電源間歇性、不可控等問(wèn)題，有利于提高電網(wǎng)對(duì)風(fēng)光電源的吸納能力。。


圖I是風(fēng)光直流微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖2是風(fēng)光直流微電網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)控制方法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
參照?qǐng)DI 圖2，一種風(fēng)光直流微電網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)控制方法，所述風(fēng)光直流微電網(wǎng)包括若干臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)及AC/DC/DC變換器、若干臺(tái)光伏陣列及DC/DC變換器、斷路器、I、 II、III類交直流負(fù)荷及DC/AC和DC/DC變換器、直流母線、超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)及雙向DC/ DC模塊、蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)及雙向DC/DC模塊、雙向AC/DC變換器、大電網(wǎng)、大電網(wǎng)電力調(diào)度中心、協(xié)調(diào)控制器、連接協(xié)調(diào)控制器和各具體變換器的控制網(wǎng)絡(luò)、連接協(xié)調(diào)控制器和大電網(wǎng)電力調(diào)度中心的通信網(wǎng)絡(luò)。
大類上，將風(fēng)光直流微電網(wǎng)分為聯(lián)網(wǎng)模式和孤島模式。
聯(lián)網(wǎng)模式下，此時(shí)直流母線通過(guò)雙向AC/DC變換器和大電網(wǎng)相連。在各模式下運(yùn)行時(shí)，同時(shí)進(jìn)行孤島檢測(cè)?？紤]到風(fēng)光電源輸出的隨機(jī)性，進(jìn)一步可細(xì)分為以下幾種模式
Al.雙向AC/DC變換器工作于逆變模式，且變換器的功率足夠大，大電網(wǎng)對(duì)微電網(wǎng)向電網(wǎng)輸送電能無(wú)限制，光伏陣列及風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，儲(chǔ)能裝置處于充電模式，負(fù)載全部運(yùn)行，雙向AC/DC通過(guò)調(diào)節(jié)并網(wǎng)電流的大小來(lái)控制直流母線電壓。
A2.雙向AC/DC變換器工作于逆變模式，但變換器能提供的功率有限，或大電網(wǎng)因?yàn)樨?fù)荷降低等原因需要對(duì)風(fēng)光直流微電網(wǎng)的發(fā)電進(jìn)行控制，且此時(shí)鎮(zhèn)定直流母線電壓向電網(wǎng)輸送的功率超出了上述的限制范圍，系統(tǒng)進(jìn)入A2模式，雙向AC/DC變換器以最大可能的功率向大電網(wǎng)輸送能量，光伏陣列配合風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行定功率點(diǎn)跟蹤控制，儲(chǔ)能裝置處于充電模式，通過(guò)調(diào)節(jié)光伏陣列和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率大小來(lái)控制直流母線電壓。6
A3.雙向AC/DC變換器工作于整流模式，且變換器的功率足夠大，大電網(wǎng)對(duì)微電網(wǎng)用電無(wú)限制。光伏陣列及風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，負(fù)荷全運(yùn)行，儲(chǔ)能裝置處于充電狀態(tài)。此時(shí)直流母線的電壓由雙向AC/DC來(lái)控制，確保直流母線電壓穩(wěn)定在設(shè)定值附近。
A4.雙向AC/DC變換器工作于整流模式，但變換器能提供的功率有限，或大電網(wǎng)因?yàn)樨?fù)荷上升等原因需要對(duì)風(fēng)光直流微電網(wǎng)的用電進(jìn)行控制，且此時(shí)鎮(zhèn)定直流母線電壓需要的功率超出了上述的限制范圍，此時(shí)微電網(wǎng)系統(tǒng)已不能工作于A3模式。進(jìn)入模式A4，光伏陣列及風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，切除III類負(fù)荷后，調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)負(fù)荷，采用雙向AC/DC來(lái)控制直流母線電壓。
A5.雙向AC/DC變換器工作于整流模式，在A4模式下，切除III類負(fù)荷仍然不能控制直流母線電壓，進(jìn)入模式A5，光伏陣列及風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，雙向 AC/DC以最大可能的整流功率輸出，調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)負(fù)荷，采用超級(jí)電容器配合蓄電池來(lái)控制直流母線電壓。
孤島模式，此時(shí)風(fēng)光直流微電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行，進(jìn)一步可細(xì)分為以下幾種模式
BI.雙向AC/DC變換器工作于逆變模式時(shí)和大電網(wǎng)斷開，風(fēng)光輸出功率大于負(fù)載需求，光伏陣列配合風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行定功率點(diǎn)跟蹤控制，儲(chǔ)能裝置處于充電模式，通過(guò)調(diào)節(jié)光伏陣列和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率大小來(lái)控制直流母線電壓。
B2.雙向AC/DC變換器工作于整流模式時(shí)和大電網(wǎng)斷開，風(fēng)光輸出功率小于負(fù)載需求，且儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存的能量充足并滿足負(fù)載的功率需求。光伏陣列和風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，直流母線的電壓由超級(jí)電容器配合蓄電池進(jìn)行控制。
B3.雙向AC/DC變換器工作于整流模式時(shí)和大電網(wǎng)斷開，但儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存的能量已不多或輸出功率不能滿足負(fù)載需求，光伏陣列和風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制， 切除III類負(fù)荷，必要的時(shí)候切掉II負(fù)荷，確保對(duì)I類負(fù)荷的供電，直流母線的電壓由超級(jí)電容器配合蓄電池進(jìn)行控制。
本實(shí)施例的風(fēng)光直流微電網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)控制方法，具體包括如下步驟
步驟I :開始，進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的初始化工作。
步驟2 :判斷風(fēng)光直流微電網(wǎng)是否聯(lián)網(wǎng)，如果聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)步驟3。否則，轉(zhuǎn)步驟17。
步驟3 :系統(tǒng)進(jìn)入Al模式運(yùn)行。
步驟4 :系統(tǒng)在運(yùn)行的同時(shí)，進(jìn)行孤島檢測(cè)，若出現(xiàn)孤島，轉(zhuǎn)步驟2，否則，轉(zhuǎn)步驟5。
步驟5 :判斷直流母線電壓是否過(guò)低，若是，轉(zhuǎn)步驟8。否則，轉(zhuǎn)步驟6。
步驟6 :判斷雙向AC/DC變換器工作于逆變狀態(tài)時(shí)，其逆變功率是否受到限制，若受到限制，轉(zhuǎn)步驟7，否則，轉(zhuǎn)步驟3。
步驟7 :系統(tǒng)進(jìn)行A2模式運(yùn)行，轉(zhuǎn)步驟4。
步驟8 :系統(tǒng)進(jìn)行A3模式運(yùn)行。
步驟9 :系統(tǒng)在運(yùn)行的同時(shí)，判斷直流母線電壓是否過(guò)高，若是，轉(zhuǎn)步驟3。否則，轉(zhuǎn)步驟10。
步驟10 :系統(tǒng)在運(yùn)行的同時(shí)，進(jìn)行孤島檢測(cè)，若出現(xiàn)孤島，轉(zhuǎn)步驟2，否則，轉(zhuǎn)步驟 11。
步驟11 :系統(tǒng)在運(yùn)行的同時(shí)，判斷雙向AC/DC變換器工作于整流狀態(tài)時(shí)，其整流功率是否受到限制，若受到限制，轉(zhuǎn)步驟12，否則，轉(zhuǎn)步驟3。進(jìn)行孤島檢測(cè)，若出現(xiàn)孤島，轉(zhuǎn)步驟2，否則，轉(zhuǎn)步驟8。:系統(tǒng)進(jìn)行A4模式運(yùn)行。:系統(tǒng)在運(yùn)行的同時(shí)，判斷直流母線電壓是否過(guò)低，若是，轉(zhuǎn)步驟14。否則，:系統(tǒng)進(jìn)行A5模式運(yùn)行。:系統(tǒng)在運(yùn)行的同時(shí)，判斷直流母線電壓是否過(guò)高，若是，轉(zhuǎn)步驟10。否則，:系統(tǒng)在運(yùn)行的同時(shí)，進(jìn)行孤島檢測(cè)，若出現(xiàn)孤島，轉(zhuǎn)步驟2，否則，轉(zhuǎn)步驟 :系統(tǒng)進(jìn)行BI模式運(yùn)行。:系統(tǒng)在運(yùn)行的同時(shí)，判斷是否聯(lián)網(wǎng)，若出現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)步驟2，否則，轉(zhuǎn)步驟:判斷直流母線電壓是否過(guò)低，若是，轉(zhuǎn)步驟20。否則，轉(zhuǎn)步驟17。:系統(tǒng)進(jìn)行B2模式運(yùn)行。:系統(tǒng)在運(yùn)行的同時(shí)，判斷是否聯(lián)網(wǎng)，若出現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)步驟2，否則，轉(zhuǎn)步驟 :系統(tǒng)在運(yùn)行的同時(shí)，進(jìn)行直流母線電壓過(guò)低和剩余電量不多的判斷，若
步驟12
步驟13轉(zhuǎn)步驟10。
步驟14
步驟15轉(zhuǎn)步驟16。
步驟1614。
步驟17
步驟1819。
步驟19
步驟20
步驟2122。
步驟22出現(xiàn)上述情況之-
步驟238
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)光直流微電網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)控制方法,其特征在于 所述風(fēng)光直流微電網(wǎng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)及AC/DC/DC變換器、光伏陣列及DC/DC變換器、斷路器、交直流負(fù)荷及DC/AC和DC/DC變換器、直流母線、超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)及雙向DC/DC模塊、蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)及雙向DC/DC模塊、雙向AC/DC變換器、協(xié)調(diào)控制器、連接協(xié)調(diào)控制器和變換器的控制網(wǎng)絡(luò)、連接協(xié)調(diào)控制器和大電網(wǎng)電力調(diào)度中心的通信網(wǎng)絡(luò)； 將風(fēng)光直流微電網(wǎng)的運(yùn)行模式劃分為兩大類，即聯(lián)網(wǎng)模式和孤島模式，運(yùn)行模式包括 Al.雙向AC/DC變換器工作于逆變模式，且變換器的功率足夠大，大電網(wǎng)對(duì)微電網(wǎng)向電網(wǎng)輸送電能無(wú)限制，光伏陣列及風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，儲(chǔ)能裝置處于充電模式，負(fù)載全部運(yùn)行，雙向AC/DC通過(guò)調(diào)節(jié)并網(wǎng)電流的大小來(lái)控制直流母線電壓； A2.雙向AC/DC變換器工作于逆變模式，但變換器能提供的功率有限，或大電網(wǎng)因?yàn)樨?fù)荷降低等原因需要對(duì)風(fēng)光直流微電網(wǎng)的發(fā)電進(jìn)行控制，雙向AC/DC變換器以最大可能的功率向大電網(wǎng)輸送能量，光伏陣列配合風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行定功率點(diǎn)跟蹤控制，儲(chǔ)能裝置處于充電模式，通過(guò)調(diào)節(jié)光伏陣列和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率大小來(lái)控制直流母線電壓； A3.雙向AC/DC變換器工作于整流模式，且變換器的功率足夠大，大電網(wǎng)對(duì)微電網(wǎng)用電無(wú)限制；光伏陣列及風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，負(fù)荷全運(yùn)行，儲(chǔ)能裝置處于充電狀態(tài)；此時(shí)直流母線的電壓由雙向AC/DC來(lái)控制，確保直流母線電壓穩(wěn)定在設(shè)定值附近；A4.雙向AC/DC變換器工作于整流模式，但變換器能提供的功率有限，或大電網(wǎng)因?yàn)樨?fù)荷上升等原因需要對(duì)風(fēng)光直流微電網(wǎng)的用電進(jìn)行控制，且此時(shí)鎮(zhèn)定直流母線電壓需要的功率超出了上述的限制范圍，光伏陣列及風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，切除III類負(fù)荷后，調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)負(fù)荷，采用雙向AC/DC來(lái)控制直流母線電壓； A5.雙向AC/DC變換器工作于整流模式，在A4模式下，切除III類負(fù)荷仍然不能控制直流母線電壓，進(jìn)入模式A5，光伏陣列及風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，雙向AC/DC以最大可能的整流功率輸出，調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)負(fù)荷，采用超級(jí)電容器配合蓄電池來(lái)控制直流母線電壓； BI.雙向AC/DC變換器工作于逆變模式時(shí)和大電網(wǎng)斷開，風(fēng)光輸出功率大于負(fù)載需求，光伏陣列配合風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行定功率點(diǎn)跟蹤控制，儲(chǔ)能裝置處于充電模式，通過(guò)調(diào)節(jié)光伏陣列和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率大小來(lái)控制直流母線電壓； B2.雙向AC/DC變換器工作于整流模式時(shí)和大電網(wǎng)斷開，風(fēng)光輸出功率小于負(fù)載需求，且儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存的能量充足并滿足負(fù)載的功率需求。光伏陣列和風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，直流母線的電壓由超級(jí)電容器配合蓄電池進(jìn)行控制； B3.雙向AC/DC變換器工作于整流模式時(shí)和大電網(wǎng)斷開，但儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存的能量已不多或輸出功率不能滿足負(fù)載需求，光伏陣列和風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，切除III類負(fù)荷，必要的時(shí)候切掉II負(fù)荷，確保對(duì)I類負(fù)荷的供電，直流母線的電壓由超級(jí)電容器配合蓄電池進(jìn)行控制； 處于聯(lián)網(wǎng)模式即A1-A5模式運(yùn)行下進(jìn)行孤島檢測(cè)，若出現(xiàn)孤島，切換到BI模式運(yùn)行；處于孤島模式即B1-B3模式運(yùn)行下進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)，若出現(xiàn)并網(wǎng)，切換到Al模式運(yùn)行； 首先，對(duì)風(fēng)光直流微電網(wǎng)進(jìn)行初始化，然后判斷是否聯(lián)網(wǎng)，如果聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行Al模式運(yùn)行，在運(yùn)行過(guò)程中檢測(cè)直流母線電壓，如果直流母線電壓過(guò)低，轉(zhuǎn)入A3模式運(yùn)行，在A3模式時(shí)，如果檢測(cè)到直流母線電壓過(guò)高，返回Al模式運(yùn)行；在Al模式運(yùn)行下，如果雙向AC/DC變換器的功率受到限制，轉(zhuǎn)入A2模式運(yùn)行，不受限制時(shí)，返回到Al模式。在A3模式運(yùn)行下，如果整流功率受到限制，轉(zhuǎn)入A4模式運(yùn)行，此模式運(yùn)行下，如檢測(cè)到整流功率未受到限制，返回A3模式運(yùn)行。在A4模式運(yùn)行下，如果檢測(cè)到直流母線電壓過(guò)低，轉(zhuǎn)入A5模式運(yùn)行，此模式運(yùn)行下，如檢 測(cè)到直流母線電壓過(guò)高，返回A4模式運(yùn)行； 如果處于孤島模式，轉(zhuǎn)入BI模式運(yùn)行，在此運(yùn)行模式下，如果檢測(cè)到直流母線電壓過(guò)低，轉(zhuǎn)入B2模式運(yùn)行，在B2運(yùn)行模式下，如果檢測(cè)到直流母線電壓過(guò)高，返回BI運(yùn)行模式。在B2運(yùn)行模式下，如果檢測(cè)到直流母線電壓過(guò)低或剩余電量不多，轉(zhuǎn)入B3模式運(yùn)行，在B3運(yùn)行模式下，如果檢測(cè)到直流母線電壓過(guò)高或剩余電量充足，返回B2運(yùn)行模式。
2.如權(quán)利要求I所述的一種風(fēng)光直流微電網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于各個(gè)變換器采用數(shù)字控制器進(jìn)行控制，該數(shù)字控制器帶有通信功能，并能通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)調(diào)控制器交換信息。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種風(fēng)光直流微電網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于在協(xié)調(diào)控制器中，通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)將結(jié)果送給各變換器的數(shù)字控制器控制器，由數(shù)字控制器控制變換器實(shí)現(xiàn)綜合協(xié)調(diào)控制算法。
全文摘要
一種風(fēng)光直流微電網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)控制方法，所述風(fēng)光直流微電網(wǎng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)及AC/DC/DC變換器、光伏陣列及DC/DC變換器、斷路器、交直流負(fù)荷及DC/AC和DC/DC變換器、直流母線、超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)及雙向DC/DC模塊、蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)及雙向DC/DC模塊、雙向AC/DC變換器、協(xié)調(diào)控制器、連接協(xié)調(diào)控制器和變換器的控制網(wǎng)絡(luò)、連接協(xié)調(diào)控制器和大電網(wǎng)電力調(diào)度中心的通信網(wǎng)絡(luò)，將風(fēng)光直流微電網(wǎng)的運(yùn)行模式劃分為兩大類，即聯(lián)網(wǎng)模式和孤島模式。本發(fā)明通過(guò)綜合運(yùn)用電源調(diào)度、負(fù)荷調(diào)度、儲(chǔ)能裝置調(diào)度實(shí)現(xiàn)了風(fēng)光直流微電網(wǎng)在聯(lián)網(wǎng)模式和孤島模式下的穩(wěn)定運(yùn)行。
文檔編號(hào)H02J1/14GK102931653SQ20121043324
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者熊遠(yuǎn)生, 俞立, 徐建明 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)