[发明专利]面向能源互联网交直流混合微网协调优化控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种面向能源互联网交直流混合微网协调优化控制方法及系统，属于能源互联网与微网技术领域。本发明包括多个子微网，每个子微网均由两个连接交流母线和直流母线的接口变换器组成，接口变换器Ⅰ采用电流控制闭环，接口变换器Ⅱ采用基于自适应虚拟阻抗的电压控制闭环，根据两个接口变换器的功率偏差作为接口变换器Ⅱ虚拟阻抗的自适应整定参考。本发明接口变换器Ⅰ采用功率外环控制、电流外环控制策略和电流内环控制策略相结合的策略，接口变换器Ⅱ采用下垂控制外环、基于自适应虚拟阻抗的电压控制策略和电流内环控制策略相结合的策略，通过协调控制自适应虚拟阻抗，交直流混合微网的性能得到了提高。

技术领域

本发明涉及一种面向能源互联网交直流混合微网协调优化控制方法及系统，属于能源互联网与微网技术领域。

背景技术

微网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源和储能并网问题。开发和延伸微网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现能源互联网的一种有效方式，使传统电网向能源互联网过渡。

在能源互联网背景下，随着电力系统中新能源发电、储能和直流负载的广泛接入，交直流混合微网越来越受到重视。连接交流母线和直流母线的接口变换器作为交直流混合微网的关键装备，能够提供柔性双向功率流动和辅助电能质量服务。

随着电力电子技术的发展，交直流母线间采用双接口变换器或者更多的模块化并联接口变换器逐渐成为一种趋势。采用这种配置，可以通过高开关频率的小功率能量变换实现大功率能量变换，而且这种方式方便以更低成本进行设备并联升级。通过协调控制，双接口变换器能够更加灵活实现交直流混合微网的功能。比如，通过并联接口变换器的相移PWM调制方法来降低开关频率波动，即使一个接口变换器损坏了不影响交流侧和直流侧的能量传输，而且能够持续地为本地敏感负载供电。但是，传统的控制策略中，多个接口变换器均采用相同的电流或电压控制方法，没有办法实现交直流混合微网在孤岛运行和并网运行间的平滑无缝切换，也没有办法实现交直流混合微网的谐波补偿和三相不平衡抑制等电能质量服务。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种面向能源互联网交直流混合微网协调优化控制方法及系统。

本发明所述的面向能源互联网交直流混合微网协调优化控制系统，包括多个子微网，每个子微网均由两个连接交流母线和直流母线的接口变换器组成，储能电池和直流负载直接连接于直流母线，交直流混合微网群的本地负载连接于PCC点，子微网并网运行时，PCC点的电压由大电网电压决定，当开关CB2断开时，子微网由并网运行模式转到孤岛运行方式。

作为进一步的限定，每个子微网内通过两个接口变换器的协调控制实现直流母线和交流母线间的能量交互，其中，接口变换器Ⅰ采用电流控制闭环，接口变换器Ⅱ采用基于自适应虚拟阻抗的电压控制闭环，根据两个接口变换器的功率偏差作为接口变换器Ⅱ虚拟阻抗的自适应整定参考。

作为进一步的限定，本系统还包括交流负载、光伏发电、风力发电，交流负载、光伏发电、风力发电接在直流母线或者接在交流母线。

本发明所述的面向能源互联网交直流混合微网协调优化控制方法，包括如下步骤：

步骤一：制定接口变换器Ⅰ的本地控制策略，采用功率外环控制、电流外环控制策略和电流内环控制策略相结合的策略，包括如下小步：

第一步：功率外环控制的控制策略为：