[发明专利]分布式电源发电系统的控制方法和控制系统

说明书

本发明提供一种分布式电源发电系统的控制方法和控制系统。所述分布式电源发电系统包括N个子隔离三端口变换器和与N个子隔离三端口变换器一一对应的N个独立的分布式直流电源，N为大于1的自然数；每个子隔离三端口变换器的输入端口连接对应的分布式直流电源，双向端口并联连接、构成低压直流母线，输出端口串联连接、再接入中压直流配电网；该控制方法包括：独立控制每个子隔离三端口变换器的输入功率，双向端口和输出端口采用基于虚拟电阻的功率‑电压下垂控制策略，实现每个子隔离三端口变换器的双向端口电压的稳定控制和输出端口电压的均压控制，实现模块化设计，为将分布式电源发电系统接入中压直流配电网提供一种可行的技术方案。

技术领域

本发明涉及直流供电系统领域，具体地，涉及一种分布式电源发电系统的控制方法和控制系统。

背景技术

近年来，光伏、风电等分布式新能源成为缓解能源危机和改善环境污染问题的有效途径，但是由于光伏等分布式电源的输出为直流且电压较低，因此将其接入交流大电网需要经过多级的功率变换并且需要笨重的工频变压器。而与交流大电网相比，中压直流配电网可以更好地接纳分布式直流电源和直流负荷。将分布式电源发电系统输出的直流电接入中压直流配电网，不仅可以减少功率变换环节，提高电力系统中新能源发电渗透率和运行效率，而且可以显著提高配电网的可靠性和设备利用率，降低并网系统的复杂性，因此接入中压直流配电网的分布式电源发电系统得到了越来越多的关注。

与现有中压交流配电网相对应的中压直流配电网，其母线电压将达到15kV左右，可以采用多个直流/直流(DC/DC)接口变换器输出侧串联的结构，来减小接口变换器输出侧的器件电压应力。如文献“A.I.Bratcu,I.Munteanu,S.Bacha,D.Picault,and B.Raison,“Cascaded DC-DC Converter Photovoltaic Systems:Power Optimization Issues,”IEEE Transactions on Industrial Electronics,vol.58,no.2,pp.403–411,February,2011.”就采用了多个DC/DC接口变换器输出侧串联的结构。在上述文献所公开的技术方案中，每个接口变换器的输入端口分别连接独立的分布式电源，理论上可以实现各分布式电源的独立控制。然而，由于各接口变换器的输出端口串联连接，每个模块的输出电压正比于其输入功率，因此分布式电源的独立控制将会导致各接口变换器的输出端口不均压。因此，为了避免接口变换器输出侧的器件电压应力过高，就不能对每个分布式电源实施独立控制，也就无法使得整个系统以最大功率输出。公开号为CN105553273A的专利申请中也采用了多个变换器输出串联的结构，虽然其同时实现了各变换器输入端口连接的分布式电源的独立控制和输出端口的均压控制，但是在上述申请所公开的技术方案中，每一时刻只有一个变换器输出端口向直流母线传递功率，其他所有变换器的输出端口的反并联二极管导通、不向直流母线传递功率，因此每个变换器输出侧的器件电压应力等于直流母线电压，失去了输出侧串联结构可以减小器件电压应力的优势，不适用于分布式电源接入中压直流配电网的应用场合。

因此，需要提供一种接入中压直流配电网的分布式电源发电系统的控制方法，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。

发明内容

为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供一种分布式电源发电系统的控制方法。所述分布式电源发电系统包括N个子隔离三端口变换器和与所述N个子隔离三端口变换器一一对应的N个独立的分布式直流电源，N为大于1的自然数；每个子隔离三端口变换器包括一个输入端口、一个双向端口和一个输出端口，其中，每个子隔离三端口变换器的输出端口与输入端口是电气隔离的，每个子隔离三端口变换器的输出端口与双向端口是电气隔离的；每个子隔离三端口变换器的输入端口连接对应的分布式直流电源，所述N个子隔离三端口变换器的双向端口并联连接并构成低压直流母线，所述N个子隔离三端口变换器的输出端口串联连接并接入中压直流配电网；

所述控制方法包括：