[发明专利]直流微电网群功率协调控制方法

说明书

本发明涉及一种直流微电网群功率协调控制方法，由直流微电网功率自治控制系统和隔离双向DC‑DC通用功率控制系统构成：每个直流微电网均含有独立的功率自治控制系统，功率单元采用恒功率控制模式，平衡单元由二次控制即直流电压恢复、直流电压下垂控制和电压/电流双闭环控制构成。隔离双向DC‑DC通用功率控制系统，包含两部分：外环控制为互联功率自治控制，通过与两互联直流微电网二次控制系统进行通信，获取其下垂控制特性参数，然后实际测量两侧直流母线电压，经过运算可得互联功率误差信号，然后经过PI控制器得到内环控制系统功率参考值，内环控制为功率闭环控制。

技术领域

本发明属于直流微电网功率群功率协调控制技术领域，涉及一种基于隔离双向DC-DC互联的直流微电网群功率协调控制方法。

背景技术

以直流微电网形式为未来智能家庭、商业楼宇，甚至工业园区等提供高可靠性和高电能质量供电，实现分布式发电单元和储能系统柔性接入和高效应用，是未来分布式能源供应系统发展趋势，是未来智能交直流混合配用电系统的重要组成部分[1-2]。多个邻近直流微电网如能以集群的形式互联和运行，各子微电网间通过直流微电网群能量调度与协调控制进行相互支撑[3-4]。正常情况下，通过子微电网间联络线功率协调控制实现直流微电网群经济运行，能更大限度地提高分布式可再生能源发电系统和分布式储能单元的能效；2)紧急情况下，若系统中某个微电网因主电源故障或可再生能源出力出现大幅度波动，邻近微电网可对其进行紧急功率支撑，增强系统供电可靠性和系统运行稳定性。

通常具有相同直流电压等级的直流微电网可通过线路和直流断路器直接互联，根据实际运行需求，其互联网络可采用辐射状或网状等结构形式。由于各子网之间功率协调控制与直流微电网正常直流电压控制系统存在相互耦合和影响，不仅会降低互联直流微电网之间传输功率的控制灵活性，也不利于直流微电网及其控制系统的即插即用[3-4]。此外，互联直流微电网之间无电气隔离，若系统内直流母线任意某处地方发生故障，即使直流断路器能快速隔离故障点，该故障仍将不可避免会对直流微电网群整体的可靠运行造成影响，且故障消除后也不利于系统的快速恢复供电[5]。为实现不同电压等级的多直流微电网之间柔性互联与灵活功率控制，各直流微电网可通过电力电子变流器接口装置进行网间互联[6-7]。采用隔离型电力电子互联装置还可实现多直流微电网之间的电气隔离[8]，可有效隔离局部故障，提高直流微电网群供电可靠性。

参考文献

[1]陆晓楠,孙凯,Josep G,等.适用于交直流混合微电网的直流分层控制系统[J].电工技术学报,2013,28(4):35-42.

[2]李霞林，郭力，王成山，等.直流微电网关键技术研究综述[J].中国电机工程学报，2016，36(1)：2-17.

[3]Q.Shafiee,T.Dragiˇcevi′c,J.C.Vasquez,and J.M.Guerrero.HierarchicalControl for Multiple DC-Microgrids Clusters[J].IEEE Trans.Energy Convers.,2014,29(4):922–933.

[4]S.Moayedi and A.Davoudi.Distributed Tertiary Control of DCMicrogrid Clusters[J].IEEE Trans.Power Electron.,2016,31(2):1717–1733.

[5]S.Moayedi and A.Davoudi.Cooperative power management in DCmicrogrid clusters[C].IEEE First International Conference on DC Microgrids(ICDCM),Atlanta,GA,USA,2015:75–80.