[发明专利]一种直流微网高精度均流控制与优化系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于微网控制领域，涉及一种直流微网高精度均流控制与优化系统及方法。

背景技术

随着现代工业的快速发展，人们对于能源的需求也越来越大，传统的能源因为不可再生，并且会导致很多环境问题，比如雾霾、温室效应等问题，促使人们去寻找新能源取代一部分传统能源的消耗。

典型的新能源有太阳能、风能等，但这些能源由于受大自然条件的限制，要得到高效稳定的能源比较困难，为此近年来有学者提出了微网的概念。

微网是一种新型网络结构，是一组由微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，是一个能够实现自我保护、自我控制和管理的自治系统，即可以与大电网一并运行也可以独立于大电网而独立运行。按其种类分，可以分为直流微电网和交流微电网。

由于现在实际应用较多的是交流电，所以在交流微电网方面引起了许多研究人员的注意。但是，许多微电源和负载本身就具有直流耦合性质，比如光伏板、电池阵列，对这些单元的控制如果采用直流微电网仅仅需要DC/DC变换，而不需要DC/AC的变换，还有，对直流微电网的控制不用考虑频率和无功功率的影响，电路中也没有谐波这一概念，因此对直流微电网的控制比交流微电网的控制更简单。

对于直流微电网的控制，已有许多文献和专利对其进行了论述，这些专利或论文或是从直流微电网的整体控制、管理、运行等方面进行了表述，或是针对某种微源进行了论述，或是采用了分布式的、分层式的控制方法，或是考虑了微网的储能需求。但这些都没有考虑线路阻抗参数对微网的控制、优化的影响，尤其是对均流精度的影响，本发明试图寻找一种方法，在考虑线路阻抗参数的情况下，通过配置合适的均流精度比例参数，减少微网的电能损耗。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种直流微网高精度均流控制与优化系统及方法，用于提高均流精度，减少微网的电能损耗。

本发明的目的之一是提供一种直流微网高精度均流控制与优化系统，本发明的目的之二是提供一种直流微网高精度均流控制与优化方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

一种直流微网高精度均流控制与优化系统，所述系统包括均流精度比例参数计算器、均流精度控制器；所述均流精度控制器包括电压传感器、电流传感器和功率传感器，本地控制器，微源的逆变器；所述电压传感器、电流传感器和功率传感器用于采集逆变器的输出电流、输出电压、功率信息，并将信息传输至比例参数计算器和本地控制器；所述均流精度比例参数计算器用于根据电能损耗最小化计算均流精度比例参数，并将该参数信息传输至本地控制器；所述本地控制器根据均流精度比例参数、输出电流、输出电压、功率信息调整PWM波的输出，进而控制微源逆变器的输出。

进一步，所述系统还包括低带宽通讯层；电压传感器、电流传感器和功率传感器采集逆变器的输出电流、输出电压、功率的信息后将其传输至低带宽通讯层和均流精度比例参数计算器；均流精度比例参数计算器根据电能损耗最小化计算出均流精度比例参数并传输至低带宽通讯层；所述低带宽通讯层将均流精度比例参数、逆变器的输出电流、输出电压、功率信息传送至本地控制器；所述低带宽通讯层仅用于传输信息。

进一步，所述均流精度比例参数计算器为DSP芯片。

进一步，所述本地控制器为DSP芯片。

进一步，所述本地控制器中含有均流控制单元、电压控制单元。

本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的：

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种直流微网高精度均流控制与优化方法，该方法包括以下步骤：

步骤1)系统初始化，给定线路阻抗、负载阻抗和滤波器频率等相关参数；

步骤2)设定负载母线上的参考电压信息；

步骤3)根据电能损耗函数计算均流精度比例参数；

步骤4)根据计算得到的均流精度比例参数以及负载母线上的参考电压、负载等相关信息，计算得到微源的参考输出电压；

步骤5)通过均流控制算法提高均流精度，即间接控制逆变器的输出电压；

步骤6)进而控制逆变器的输出，使得微网线路上的电能损耗最小，而且均流精度满足要求，并将逆变器输出的相关信息通过传感器反馈给低带宽通讯层。

进一步，所述步骤3)通过以下公式计算均流精度比例参数，