[发明专利]一种智能直流微电网系统及控制方法

说明书

本发明公开的一种智能直流微电网系统及控制方法，属于电力系统新能源发电领域。本发明公开的一种智能直流微电网系统，包括电源模块、负荷模块、储能模块、并网控制器、智能直流微电网连接功率电路、智能直流微电网通信总线、智能直流微电网预测和优化控制模块、监控模块。本发明还公开用于上述的一种智能直流微电网系统的控制方法，以及用于上述的一种智能直流微电网系统实现即插即用的控制方法。本发明要解决的技术问题是实现充分发挥微电网分布式控制的优点，从而提高微电网可靠性，并改善微电网双向信息通讯能力和系统可扩展性。

技术领域

本发明属于电力系统新能源发电领域，微电网系统领域，特别涉及一种智能直流微电网系统及控制方法。

背景技术

微电网系统主要包括电源模块、负荷模块、储能模块和必要的通信与控制模块组成。微电网系统的发电单元多使用清洁的可再生能源，符合国家智能电网战略的要求，因此发展十分迅速。微电网与传统大电网相比，具有低电压、低成本、低污染、高效率的特点。并且微电网可以并网运行和孤岛运行，能够改善能源结构，提高能源利用率。同时相比于交流微电网而言，直流微电网具有结构简单，控制方便等优点，具有更大的发展潜力。

直流微电网是分布式电源模块及相关负荷模块、储能模块按照一定拓扑结构(如总线结构、环形母线结构等)组成的网络，但是目前的直流微电网多采用集中控制的方法，无法凸显直流微电网分布式的特点。并且集中式控制依赖于可靠的信息通信技术，但目前的直流微电网系统通信技术的可靠性不足以满足微电网长期稳定运行的需求。

国家智能电网战略同时要求实现高速的双向信息通信。目前大部分直流微电网平台多采用RS232或者RS485串行总线。RS232和RS485都有一些明显的缺点，包括通信距离短、总线利用率低、不易扩展等。

发明内容

针对现有直流微电网的集中控制和通信技术造成的直流微电网可靠性不高的问题，以及直流微电网双向信息通信能力弱和系统扩展性差的问题。本发明公开的一种智能直流微电网系统及控制方法，要解决的技术问题是实现充分发挥微电网分布式控制的优点，从而提高微电网可靠性，并改善微电网双向信息通讯能力和系统可扩展性。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种智能直流微电网系统，包括电源模块、负荷模块、储能模块、并网控制器、智能直流微电网连接功率电路、智能直流微电网通信总线、智能直流微电网预测和优化控制模块、监控模块。所述的电源模块、负荷模块、储能模块、并网控制器、智能直流微电网连接功率电路、智能直流微电网通信总线、智能直流微电网预测和优化控制模块、监控模块在一种智能直流微电网系统中数量为一个及以上。

所述的电源模块用于向智能直流微电网系统提供电能，包括分布式电源及与其相连的最大功率跟踪器。所述的最大功率跟踪器集成有电压电流传感器模块、微控制器模块、CAN总线通信模块和故障处理模块。

所述的负荷模块包括负荷、变换器，变换器与负荷相连。所述的变换器集成有电压电流传感器模块、微控制器模块、CAN总线通信模块和故障处理模块。所述的负荷指任选不可控负荷或可控负荷之一，所述的变换器指任选DC/DC变换器或DC/AC变换器之一。

所述的储能模块用于通过电能储存或释放调节智能直流微电网系统功率平衡，包括蓄电池、超级电容等储能装置和双向DC/DC变换器，双向DC/DC变换器分别与蓄电池、超级电容等储能装置相连。所述的双向DC/DC变换器集成有电压电流传感器模块、微控制器模块、CAN总线通信模块和故障处理模块。

所述的并网控制器可选用双向DC/AC控制器，用于调节直流微电网系统的功率平衡，并且用于智能直流微电网系统并网或孤岛运行状态的控制。所述的双向DC/AC控制器集成有电压电流传感器模块、微控制器模块、CAN总线通信模块和故障处理模块。