[发明专利]孤岛微电网光伏-储能自主协调控制策略和控制系统

说明书

本发明公开了一种孤岛微电网光伏‑储能自主协调控制策略和控制系统。现有的光‑储协调控制方案通常利用中心控制器下发指令信号控制光伏、储能装置的协调运行，增加了孤岛微电网控制的复杂性。本发明首先根据动态平均一致性算法得到储能输出频率的平均值，其次利用比例‑积分调节器获得频率平均值与额定值的频率调节量，然后利用储能荷电状态给出控制光伏系统工作模式的逻辑信号，最后将频率调节量与逻辑信号共同应用于光伏系统输出电压以调节光伏系统的功率输出，进而实现光‑储协调控制。本发明自主切换光伏系统、风力发电机等间歇性能源的工作模式，并在微电网发电不足时执行甩负荷操作，维持功率平衡，同时避免储能装置出现过充或过放现象。

技术领域

本发明属于电力系统控制领域，具体地说是一种孤岛微电网光伏-储能自主协调控制策略和控制系统。

背景技术

孤岛微电网为解决偏远地区或海岛的供电问题提供了有效的解决途径，其中利用太阳能的光伏系统得到了广泛应用。但光伏系统的输出功率随着光照强度和温度的变化而变化，为保持发电端与负荷侧的功率平衡，引入储能装置。目前光伏系统与储能装置通常采用中心控制器发送的控制指令分配功率输出，对通信的要求较高，且易受单点故障的影响。

因此，有学者针对光伏-储能协调控制进行了研究，储能装置根据荷电状态调节输出频率并发送相应的控制指令给光伏系统，以控制其工作模式，但不能直接调节储能装置的输出功率，仅适合单台储能装置与光伏系统的协调运行。有些学者提出了一种基于平滑切换下垂控制策略的协调控制方案，使光伏系统、储能装置在电压控制模式和功率控制模式间实现平滑切换，最终实现有功功率在光伏系统和储能装置间的合理分配，但该策略用于工作模式切换的逻辑判断环节过于复杂，且下垂系数需要在比例-积分调节和比例-积分-微分调节间频繁切换，进一步增加了控制策略的复杂性。

发明内容

为简捷高效的实现光-储协调控制，本发明提供一种孤岛微电网光伏-储能自主协调控制策略，其给储能装置和光伏系统分配分布式代理，由储能代理获得各储能装置的频率和荷电状态信息，利用动态平均一致性算法获得频率的平均值，根据荷电状态输出逻辑判断信号，并与频率的平均值共同应用于光伏系统，以实现光伏系统工作模式的自主切换。

本发明采用如下的技术方案：孤岛微电网光伏-储能自主协调控制策略，其包括步骤：

步骤1)，给储能装置分配储能代理，给光伏系统分配光伏代理，由储能代理获得当地的储能装置输出的频率f和荷电状态SoC信息；

步骤2)，利用动态平均一致性算法计算频率的平均值f_mean；

步骤3)，荷电状态的计算与储能功率控制；

步骤4)：逻辑判断信号的生成；

步骤5)：光伏系统工作模式转换与甩负荷操作。

本发明的光伏-储能自主协调控制策略不需要外部指令信号即可实现孤岛微电网的功率平衡，同时避免了储能装置过充或过放现象，适用于含多储能装置与光伏系统的孤岛微电网协调控制。

作为上述控制策略的补充，步骤2)的具体内容如下：