[发明专利]一种交直流混合微电网群多模式协调控制方法及装置

说明书

本发明涉及一种交直流混合微电网群多模式协调控制方法及装置，其中方法包括：正常状况下，所有子微网处于自治运行状态：各子微网通过对DPDG的有效控制，实现子微网内功率的供需平衡；当某子微网内发生较大的功率波动时，切换至网间协调模式：通过子微网间功率互动维持系统功率平衡；当混合微电网群需要储能系统来维持系统功率平衡时，切换至储能平衡模式。与现有技术相比，本发明具有能够实现交直流混合微电网群的自主功率分配，同时能够实现系统在通信正常和故障情况下合理的模式切换以提高系统运行效率等优点。

技术领域

本发明涉及交直流混合微电网群协调控制设计领域，尤其是涉及一种交直流混合微电网群多模式协调控制方法及装置。

背景技术

交直流混合微电网因具有高效的交、直流电源接入端口，能提供灵活的供电类型而得到了广泛的关注[1-3]。然而单个微电网工作容量有限，抗扰动能力弱[4]。将地理位置毗邻的交流、直流微电网互连，构成一个微电网集群系统，即交直流混合微电网群。交直流混合微电网群与配电网之间存在群公共节点，可以实现混合微电网群并/离网运行，群中子微网既具有完善的微电网特性，同时又接受群级调度和协调控制命令，实现子微网间功率互济[5-6]。

协调控制通过实现系统功率合理流动对混合微电网群的稳定及经济运行至关重要。相对单个交流或直流微电网[7-9]，交直流了混合微电网群的功率协调控制更为复杂，不仅需要通过分布式电源实现子微网功率自治，同时还需区分交、直流子微网在控制和运行上的差异，发挥子微网间功率互补特性，实现子微网间相互支撑。文献[10]提出一种自适应功率交换控制，实现多个交、直流子微网分别与储能单元之间的功率交换。文献[11]针对储能单元采用下垂控制，维持公共母线电压的稳定，通过带补偿的下垂控制实现交、直流子微网间功率互动。文献[12]针对交直流混合微电网群设计了多时间尺度的功率互动控制，通过子微网间双向功率变换器的下垂控制、分布电源的下垂控制和子微网间双向功率变换器的二次控制的时序配合，实现系统功率协调，并有效避免了脉冲型负荷波动对系统功率交换的影响。但上述所提控制策略，系统的功率平衡严重依赖于储能单元的功率输出，这不仅增加了储能单元的容量配置，而且会导致其频繁的充放电，降低使用寿命。为了优化功率流动，降低储能单元容量以及充放电次数，合理的混合微电网群协调控制策略应该充分发挥子微网功率自治功能，并通过子微网间功率互动实现相互支撑，最后才考虑储能单元对系统功率的平衡作用。

针对包含单个交流微电网和单个直流微电网构成交直流混合微电网，文献[13-14]提出将交流频率和直流母线电压进行标幺化处理，实现交、直流子微网间功率自主交换。文献[15]基于下垂控制，提出一种针对AC/DC/DS(分布式储能)三端口的交直流混合微电网功率协调控制策略，实现系统功率平衡，减少功率交换损耗。文献[16]提出一种分层控制策略，实现了系统功率自主分配，同时提高了系统电能质量。上述控制策略实现了交直流混合微电网的功率互动，但当以包含3个及以上子微网组成的混合微电网群为研究对象时，子微网间互动特性更加复杂，以上控制策略的适用性还需进一步研究。

上述内容引用的参考文献如下：

[1]李鹏，李鑫明，陈安伟，等.交直流混合微网交直潮流断面协调最优控制[J].中国电机工程学报，2017，37(13)：3755-3763.

LI Peng，LI Xinming，Chen Anwei，et al.Coordinated optimal control ofAC/DC power interface in AC/DC hybrid microgrid[J].Proceedings of the CSEE，2017，37(13)：3755-3763(in Chinese).