[发明专利]一种直流式互联微网系统及频率与电压控制方法

说明书

本发明公开了一种直流式互联微网系统及频率与电压控制方法，属于电力信息技术领域。系统包括多个子网，子网中设有微源，其特征在于所述微网系统还包括功率控制器，所述子网之间通过变流器和联络线连接，所述功率控制器包括实时测量模块、功率偏差计算模块、偏差功率配置模块和联络线功率控制模块；所述控制方法包括联络线有功功率控制；维持网内无功功率平衡；子网内功率控制。本发明能够实现按照输送计划传送功率；维持网内局部无功功率平衡；实现频率的实时调整；实现电压的实时调整。

技术领域

本发明属于电力信息技术领域，涉及一种直流式互联微网系统及频率与电压控制方法。

背景技术

随着煤、石油等常规能源的短缺，以及环境的日益恶化，各国对新能源研发应用加紧了脚步。由此，利用风、太阳能等可再生清洁新型能源的分布式发电技术正日渐成熟。而微网是以分布式电源为主，包含负载、储能单元以及电力电子装置的小型发电系统，是一个能够实现自我管理和控制的独立单元。从目前的发展来看，微电网可实现孤岛运行及与大电网并网运行。

微电网在并网运行时，是通过公共联络点(PCC,point of common coupling)与大电网并网运行。运行过程中微电网自身的频率与电压可由大电网控制调整。但在孤岛运行下，由于存在分布式电源容量有限、微网内部负荷波动、分布式电源输出功率不稳定等问题，单微网在孤岛运行时可能会出现调节频率电压等的能力相对较弱的问题。且随着分布式能源的类型以及接入配网的容量逐渐增加，多微网互联运行或将成为日后微电网的发展趋势。

因此，部分学者提出多微网(Multi-Microgrid)的概念，意为多个微电网相互连接运行。那么联结方式、联络线上的功率管理、各微网内的电能质量则成为多微网互联的关注点。

目前，交流式互联方式是互联微网运行的主要连接方式，两个甚至多个微网之间通过交流联络线进行联结，联络线上的功率流动使得多个微网协调运作成为可能。在任一子网内部发生功率严重缺额时，可由相连的子网通过联络线进行补给，保证微网系统供电可靠性，解决单微网在孤岛运行时调节能力弱的问题。但是由于交流联络线上功率的波动不确定性将会加大多微网互联运行时控制的复杂性。

现有交流式互联微网系统主要存在以下两个问题：

(1)交流式互联微网之间无电气隔离，微网之间的相互依赖过强。当任一子网内发生负荷波动都会造成与之相连的微网内部功率的波动，这对互联微网的可靠性不利。

(2)现有的交流互联微网缺乏有效的无功功率控制策略，联络线上的无功功率流动不为零，无功功率在网间流动不利于系统运行。

发明内容

本发明针对交流式互联微网联络线上功率不确定性导致的微网系统不稳定的问题，提出了一种用AC/DC整流器、DC/AC逆变器以及直流母线构建的直流式互联微网系统模型。该模式可以实现对联络线上有功功率的有效控制，达到减少网间功率冲击的目的；还可以实现维持网内局部无功功率的平衡；最后可实现频率及电压的实时调整。

一种直流式互联微网系统，包括多个子网，子网中设有微源，所述微网系统还包括功率控制器，所述子网之间通过变流器和联络线连接，所述功率控制器包括实时测量模块、功率偏差计算模块、偏差功率配置模块和联络线功率控制模块；所述实时测量模块与微源和变流器连接，测量子网中各微源和变流器参数，并将数据送入功率偏差计算模块和联络线功率控制模块；所述功率偏差计算模块与实时测量模块和偏差功率配置模块连接，将微源参数测量值与微源参数参考值比较，计算得到累计值，即网内的功率缺额；所述偏差功率配置模块与功率偏差计算模块和微源相连，将计算得到的功率缺额当做新的指令值发送给子网内的各个微源；所述联络线功率控制模块通过控制变流器控制联络线的功率。

进一步的，所述的功率偏差计算模块包括频率偏差计算模块，实时测量模块测量微源的频率，将数据送入频率偏差计算模块，频率偏差计算模块将频率测量值和微源频率参考值比较，计算累积值：