[发明专利]一种微电网系统直流母线稳压控制方法

说明书

本发明公开了一种微电网系统直流母线稳压控制方法，包括：基于直流微电网的结构特点以及工作特性，分别构建储能系统充电模式和放电模式下的直流微电网模型；根据所述直流微电网模型，分别得到充电模式和放电模式下的混合势函数模型；对混合势函数模型进行稳压分析，分别得到充电模式和放电模式下对应的稳压控制设计准则；根据获得的稳压控制设计准则，设置相应的变换器的电压控制器参数，使得微电网系统稳压运行。所述微电网系统直流母线稳压控制方法能够保证直流微电网系统中的母线电压始终处于稳定运行状态，提高系统运行的安全性能。

技术领域

本发明涉及孤岛运行的直流微电网系统相关技术领域，特别是指一种微电网系统直流母线稳压控制方法。

背景技术

直流微电网可以处于孤岛和并网两种工作状态，并网运行的直流微电网由于背靠大电网，母线电压保持恒定。孤岛运行的微电网系统中，参照图1所示，为本发明提供的简化直流微电网系统原理图。当发电功率高于负载功率时，母线电压升高；当发电功率低于负载功率时，母线电压降低。蓄电池系统需要在发电功率和用电功率不匹配时迅速吸收或提供多余的功率，保持功率平衡，维持母线电压恒定。若连接蓄电池与母线的DC-DC变换器调节速度较慢，当母线电压升高时，蓄电池无法及时充电以吸收功率，或者当母线电压降低时，蓄电池未及时放电以提供功率，都无法解决功率不平衡的问题，母线电压自然也无法恢复额定值。也即，孤岛运行的直流微电网系统，由于风电、光伏系统功率多变，负载功率变化也比较大，储能系统需保障发电功率与用电功率平衡，维持直流母线电压恒定。但是当前直流微电网控制系统由于动态响应速度较慢、调节时间较长，难以使得母线电压保持在稳定状态。

所以，在实现本申请的过程中，发明人发现，现有技术至少存在以下缺陷：当前直流微电网系统中的母线电压难以保持稳定，会随着发电功率或负载功率的变化偏离额定值。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种微电网系统直流母线稳压控制方法，通过控制储能系统的快速响应能够保证直流微电网系统中的母线电压始终处于稳定运行状态，提高系统运行的安全性能。

基于上述目的本发明提供的一种微电网系统直流母线稳压控制方法，包括：

基于直流微电网的结构特点以及稳压特性，分别构建储能系统充电模式和放电模式下的直流微电网模型，也即通过等效转化后得到的简化模型；

根据所述直流微电网模型，分别得到充电模式和放电模式下的混合势函数模型；

对混合势函数模型进行稳压分析，分别得到充电模式和放电模式下对应的稳压控制设计准则；

根据获得的稳压控制设计准则，设置储能系统相应的外环电压控制器参数，使得微电网系统恒压稳定运行。

可选的，所述直流微电网模型对应的直流微电网系统包括变换器控制单元；所述变换器控制单元的控制外环为电压环，用于控制母线电压；所述变换器控制单元的控制内环为电流环，用于控制储能系统的充放电电流；所述变换器控制单元通过电压控制器输出电流给定值从而调节储能系统的充放电电流的大小。

可选的，所述变换器控制单元将实际测得的母线电压与预设的标准电压进行比较，若母线电压大于标准电压，则控制储能系统进行充电；若母线电压小于标准电压，则控制储能系统进行放电。

可选的，所述制储能系统设置有充放电电流安全阈值；判断所述变换器控制单元给出的控制电流是否大于所述电流安全阈值，若是，则控制储能系统以电流安全阈值为电流大小进行充放电，否则，控制储能系统按照变换器控制单元给出的控制电流大小进行充放电。

可选的，所述直流微电网系统在充电模式下的混合势函数模型为：