[发明专利]直流微电网系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，具体而言，涉及一种直流微电网系统及其控制方法。

背景技术

随着化石能源储量不断减少，环境问题日益突出，促使新能源技术的快速发展和广泛应用，以新能源发电技术为基础的微电网技术快速发展，直流微电网以其本身技术应用优势成为研究和应用的热点，同时电器不断直流化的趋势，促使家庭用电向效率更高的直流化方向发展，将新能源发电技术和直流配电结合的直流微电网技术将是未来发展的一个方向。

传统的配电系统中电能由发电端到用电端单向流动，而以新能源利用为基础的微电网系统中分布式新能源、电网、负载和储能之间存在能量交互，有别于传统电网系统的能量单向流动，微电网系统运行存在多种运行模式或者方式。对于直流微电网系统来说，直流母线是系统能量交换的中介，直流微电网中的多种分布式能源、储能、负载和电网通过电力电子变流装置接入直流母线，直流微电网系统中多个单元通过直流母线实现能量交换，保证直流母线电压稳定对系统稳定运行有着重要意义。

针对相关技术中如何提高直流母线电压的稳定的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

发明内容

本发明提供了一种直流微电网系统及其控制方法，以提高直流母线电压的稳定。

为解决上述技术问题，根据本公开实施例的一个方面，本发明提供了一种直流微电网系统，包括：光伏发电单元和风力发电单元组成的微源单元、直流负荷单元、电网接口单元、储能电池单元和直流母线，其中，微源单元、直流负荷单元、电网接口单元、储能电池单元通过电力电子器件与直流母线连接，通过直流母线实现能量交换，直流微电网系统通过微源单元、直流负荷单元、电网接口单元、储能电池单元各自的控制器以及微电网中央控制器MGCC共同控制，微电网中央控制器MGCC相对于各自的控制器为上层控制器。

进一步地，风力发电单元采用包括整流和升压变换器的电力电子器件接入直流母线连接。

进一步地，风力发电单元通过最大功率追踪MPPT控制器控制。

进一步地，光伏发电单元采用包括升压变换器的电力电子器件接入直流母线连接。

进一步地，光伏发电单元通过最大功率追踪MPPT控制器控制。

进一步地，储能电池单元采用包括升降压变换器的电力电子器件接入直流母线连接。

进一步地，储能电池单元采用包括升降压变换器的电力电子器件接入直流母线连接。

进一步地，储能电池单元通过充放电控制器控制。

进一步地，电网接口单元控制电网采用包括三相全桥逆变器的电力电子器件接入直流母线连接。

进一步地，电网接口单元通过四象限整流控制器控制。

进一步地，直流负荷单元为二级纯直流负荷单元。

进一步地，电力电子器件包括：DC/DC交换器，和/或，AC/DC交换器。

进一步地，直流微电网系统包括并网工作形态和离网工作形态，其中，在直流微电网系统处于并网工作形态时接入外部电网系统，将该外部电网作为补偿能源以抑制微源单元发电输出波动和负载波动；在直流微电网系统处于离网工作形态时未接入外部电网系统，将储能电池单元作为补偿能源以抑制微源单元发电输出波动和负载波动。

根据本公开实施例的另一方面，提供了一种直流微电网系统的控制方法，直流微电网系统包括：由光伏发电单元和风力发电单元组成的微源单元、直流负荷单元、电网接口单元、储能电池单元和直流母线，其中，微源单元、直流负荷单元、电网接口单元、储能电池单元通过电力电子器件与直流母线连接，方法包括：通过微源单元、直流负荷单元、电网接口单元、储能电池单元各自的控制器以及系统微电网中央控制器共同控制直流微电网系统各个单元通过直流母线实现能量交换，其中，微电网中央控制器MGCC相对于各自的控制器为上层控制器。

进一步地，直流微电网系统包括并网工作形态和离网工作形态，其中，在直流微电网系统处于并网工作形态时接入外部电网系统，将该外部电网作为补偿能源以抑制微源单元发电输出波动和负载波动；在直流微电网系统处于离网工作形态时未接入外部电网系统，将储能电池单元作为补偿能源以抑制微源单元发电输出波动和负载波动。