[发明专利]一种基于能源路由器的孤岛控制策略

说明书

本发明公开了一种能源路由器，能源路由器为三相结构，每一相由上、下桥臂经电抗器串联组成，上、下桥臂各由多个隔离型模块化变换器输入串联输出并联组成；所述能源路由器具有低压直流侧、高压直流侧、高压交流侧三个基本电压端口，可实现各端口间能量互动；所述能源路由器处于微电网之中，连接微电网与公用电网；所述能源路由器包括新能源发电装置及储能设备；所述能源路由器孤岛模式下具有LVDC→HVDC、HVAC模式，HVDC→LVDC、HVAC模式，HVAC→LVDC、HVDC模式；通过构建系统模型并确定控制变量进而提出基于V/f控制的双环解耦控制策略。本发明的优点是：通过实时采集能源路由器中各端口电气量，并应用恒频恒压的双环控制策略，提高了系统的运行稳定性和能源利用效率。

技术领域

本发明涉及中压交直流混合输电系统领域，具体涉及一种能源路由器及基于该能源路由器的孤岛控制策略。

背景技术

进入21世纪，由于日益紧张的不可再生能源供需问题和环境压力，使可再生能源得到了广泛的关注。

以风力发电和光伏发电为主的分布式发电(DG)成为一次能源的主要替代者，但是由于分布式发电的间歇性以及随机性特征导致其大规模接入电网时会对大电网系统稳定运行构成一定的威胁，从而造成了局部地区出现“弃风弃光”现象，严重阻碍了分布式发电的开发利用。为此，提出了将信息技术与可再生能源技术相结合构建能源互联网，支撑“第三次工业革命”。

以电力电子变压器为核心的能源路由器作为能源互联网的关键装备，直接关系到可再生能源的消纳、电能的灵活高效变换。因此，其运行控制策略具有重要的研究价值和应用前景。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种能源路由器及基于该能源路由器的孤岛控制策略。通过构建系统模型并确定控制变量进而提出基于V/f控制的双环解耦控制策略，可以实现所述能源路由器各端口间的恒压恒频控制，提高了系统运行稳定性，为孤岛运行下的能源路由器控制策略提供了解决方案。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种能源路由器，能源路由器为三相结构，每一相由上、下桥臂经电抗器串联组成，上、下桥臂各由多个隔离型模块化变换器输入串联输出并联组成；

所述能源路由器具有低压直流侧、高压直流侧、高压交流侧三个基本电压端口，可实现各端口间能量互动；

所述能源路由器处于微电网之中，连接微电网与公用电网；所述能源路由器包括新能源发电装置及储能设备；

所述能源路由器孤岛模式下具有三种基本的功率流动方式，具体为LVDC →HVDC、HVAC模式，HVDC→LVDC、HVAC模式，HVAC→LVDC、HVDC 模式；通过构建系统模型并确定控制变量进而提出基于V/f控制的双环解耦控制策略。

优选的，所述新能源发电装置包括以下之一：光伏发电装置、风力发电装置、地热发电装置；所述储能设备包括以下之一：锂电池设备、铅酸蓄电池设备、超级电容器设备。

优选的，所述能源路由器还包括：

数据采集模块：用于采集能量路由器端口实时电气量，其中包括低压直流侧电压幅值V_dcL、电流幅值I_dcL，高压直流侧电压幅值V_dcH、电流幅值I_dcL，高压交流侧电压有效值v_acrem、电流有效值i_acrem以及三相电压相位θ；

数据处理模块：接收数据采集模块发送的实时电气量，对交流量进行Park 变换预处理后，将各端口电压量与用户定义的期望值进行比较，经PI控制器与前馈解耦后产生相应电流量的参考值，将其与实时电流量进行比较，经PI控制器与前馈解耦后，产生控制命令，通过调节直流调制比D和交流调制比d，对系统进行控制；