[发明专利]一种基于一致性的光储直流微电网分布式协同控制方法

说明书

本发明公开了一种基于一致性的光储直流微电网分布式协同控制方法，该方法考虑了储能单元的功率越限以及光储电池、储能单元和可控负载间的协同控制，采取分层的控制策略，包括一次控制和二次控制。一次控制采取传统的下垂控制，实现对储能单元的功率分配；二次控制采用一致性算法，通过产生电压修正量，补偿一次传统下垂控制可能出现的电压偏差，使各储能单元出口母线电压的平均值达到了电压参考值，有效提高了系统的电压水平，并且实现不平衡功率在储能单元间依SOC实时状态进行分配。本发明解决了传统分布式控制存在误差的弊端，提高了电压调节和功率分配的控制精度。

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，更具体地说，涉及一种基于一致性的光储直流微电网分布式协同控制方法。

背景技术

间歇性可再生能源和储能系统，如光伏电池和蓄电池，在直流系统中的应用，推动了直流微网的发展。相比于交流微网，直流微网不存在同步、无功功率传输、谐波电流及逆变器损耗等问题，避免了因繁杂的DC/AC变换而产生过多损耗的问题。直流微网技术已广泛应用于船舶系统，家庭用电系统和远程通讯系统。但由于可再生能源存在间歇性，同时负载存在不可预测的波动，导致直流微网中可能出现瞬时的功率不平从而影响直流母线电压的稳定。为平抑系统中的功率波动，保持供需平衡，通常会在孤立的微网中采用储能装置

直流微网在孤网模式下，储能装置可以消除可再生能源与负载之间的功率差额，因此合理的储能控制策略对于提高微网运行的可靠性和可再生能源利用率十分必要。储能装置在微电网中面临的主要挑战是建立有效控制分布式储能装置的策略。

在分布式网络中，各个分布式电源处均需安装储能单元BSU，多个BSU同时工作时，若不对其进行有效控制，会出现功率分配不合理，储能电池过充或者过放，母线电压跌落等问题。传统的集中式控制和分散式控制通常采用多个储能装置协调工作。在集中式控制中，一旦中央控制器发生故障，整个储能系统均将受到影响不能正常工作，可靠性较低。而分散式控制存在电压调节能力和负载分配能力差的问题，存在较大误差，特别是当线路阻抗不可忽略时，分散式控制将会降低系统的电能质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于一致性的光储直流微电网分布式协同控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种基于一致性的光储直流微电网分布式协同控制方法，包括以下步骤：

步骤S010，根据相邻节点的平均电压值以及本节点电压的采样值，计算本节点的平均电压值v_avgi；

步骤S020，根据储能单元内蓄电池的荷电状态和输出功率的采样值，并考虑储能电池功率越限的因素，计算蓄电池的状态变量x_i；

步骤S030，采用积分器，以第i个储能单元内蓄电池的状态变量x_i和与之通信的第j个复合储能单元内蓄电池的状态变量x_j的差值作为输入信号，获取用于调节荷电状态的蓄电池参考电压修正量Δv_xi；

步骤S040，采用PI控制器，以第i个节点的平均电压v_avgi与母线参考电压v_ref的差值作为输入信号，获取用于调节母线平均电压的参考电压修正量Δv_vi；

步骤S050，将用于调节荷电状态的蓄电池参考电压修正量Δv_xi、用于调节母线平均电压的参考电压修正量Δv_vi和母线参考电压v_ref相加，形成一次控制的电压给定值

步骤S060，根据所述电压给定值采用基于下垂控制的一次控制，生成控制DC/DC变换器的PWM信号。