[发明专利]基于主从策略的微网系统协调控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统分布式发电微网系统领域，尤其是一种以蓄电池储能系统作为主电源的微网系统协调控制方法。

背景技术

将分布式发电供能系统以微网的形式接入大电网并网运行，与大电网互为支撑，是发挥分布式发电供能系统效能的最有效方式。微网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负载和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与大电网并网运行，也可以孤立运行。

国内外在微网控制策略和控制模式方面，主要提出了三种控制策略：PQ控制策略、PV控制策略和V/f控制策略；同时，存在对微网的三种控制模式：对等控制模式、主从控制模式和基于多Agent的分层控制模式。目前开发的分布式电源的电力电子接口单元主要采用了电压源型电压控制PWM技术，核心的控制策略为功率(或频率)下垂控制策略。电力电子接口单元除了可以感知所在连接点的电压、电流信息之外，还可以接受中央控制器的电压、功率(有功、无功)设定指令。不论是光伏并网逆变器，还是储能并网逆变器，由于逆变控制装置功能单一，只能适用于独立分布式发电系统的并网控制，与微网系统的控制要求还有较大的距离。微网由于是多种能源的组合，供电和负载节点在地域上具有分散性，电能的传输具有波动性和不确定性，因此，要求微网中的逆变电源能够适应这些条件的变化，具有强鲁棒性和快速性，且要求可实现电能的双向流动和灵活的潮流控制。现有的逆变产品和技术难以组成微网，难以满足微网系统稳定运行的需要，到目前为止，适应于微网的多功能逆变控制技术仍为空白。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，针对以蓄电池储能系统作为主电源的微网系统，提供一种基于主从策略的微网系统协调控制方法，以满足微网系统稳定运行的需要。

为此，本发明采用如下的技术方案：基于主从策略的微网系统协调控制方法，所述的微网包括蓄电池储能系统、一组或者多组光伏发电系统、重要负载和非重要负载、以及微网控制系统和微网并网断路器，所述的蓄电池储能系统包括蓄电池组和双向逆变器，所述的电源系统和负载均接在母线上，其特征在于：

将微网内的蓄电池储能系统作为微网独立运行时主电源，控制微网频率和电压保持恒定，光伏发电系统跟随微网电压和相角进行功率控制；微网控制系统根据外部电网的状态，控制储能用双向逆变器在并网控制模式和独立运行模式之间进行有效地相互切换；

微网独立运行时，如果光伏发电系统的出力小于负载，则储能用双向逆变器工作在孤网放电状态，放电大小由微网内的负载需求决定；如果光伏发电系统的出力大于负载，则储能用双向逆变器工作在孤网充电状态，将光伏发电系统的多余电力充入蓄电池组中；微网独立运行时，如果蓄电池组的电量即将充满，则需要切除部分分布式电源，如果蓄电池组的电量即将耗尽，则需要切除部分非重要负载，是否切除电源和负载由微网控制系统根据蓄电池组的荷电状态决定。

上述的基于主从策略的微网系统协调控制方法，微网控制系统检测微网并网断路器电网侧的电压作为判断外部电网是否发生故障的依据。微网控制系统可以控制微网并网断路器的开合，控制储能用双向逆变器在并网运行模式和独立运行模式之间的切换，此外还可以通过与光伏并网逆变器通讯，关断一组或者多组光伏发电系统，通过打开某些非重要负载的并网开关，切除部分负载。

上述的基于主从策略的微网系统协调控制方法，微网控制系统由SCADA层、控制层和现场层组成，SCADA层包括上位机和历史数据库，上位机用于监测整个微网的运行状态，历史数据库用于存储历史运行数据；控制层包括数据采集站、模式控制站，系统信息通过硬接线的方式，连接到本地IO控制器，完成数据采集。

本发明以蓄电池储能系统作为主电源的微网为实施对象，提出了微网模式转换控制策略和微网独立运行时的稳定控制方法，具有以下的有益效果：微网中的所有逆变电源能够适应多种条件的变化，具有强鲁棒性和快速性，且实现了电能的双向流动和灵活的潮流控制，满足微网系统稳定运行的需要。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明以蓄电池储能系统作为主电源的微网系统结构图。

图2是本发明微网并网运行时蓄电池组功率控制的原理图。

图3是本发明微网独立运行时蓄电池组电压频率控制的原理图。

图4是本发明微网控制系统的结构示意图。

图5是本发明微网独立运行时，微网控制系统切除光伏发电或者非重要负载的流程示意图。

具体实施方式