[发明专利]轨道交通独立供电系统中电能路由器孤网功率控制策略

说明书

本发明提供了一种轨道交通独立供电系统中电能路由器孤网功率控制策略，该策略首先采集孤网下的电能路由器系统实时的输入电源功率和输出负载功率，判断两者之间的大小关系；当输出负载功率大于输入电源功率时，不能保持功率平衡，则采用交流母线主动降压运行策略；若该策略还不能保证功率平衡，则采用根据排序因子智能切除负载方法保证系统的正常运行；当输入功率大幅增加时，考虑根据排序因子智能重合负载，保证输入功率的最大应用。本发明能够尽量减少负载的频繁投切，防止影响电器使用寿命，提高用户用电舒适度，还能够保证系统功率平衡，保证系统的安全稳定运行，实现风光发电系统的最大功率利用。

技术领域

本发明属于电力电子设备控制领域，尤其涉及一种轨道交通独立供电系统中电能路由器孤网功率控制策略。

背景技术

随着分布式光伏、风力发电及储能设备的应用，轨道交通的电能来源已经转变成由传统的交流配电网和可再生能源发电混合供给的形式，使得配电网的电能不仅有交流电，还含有直流电能。

对于轨道交通系统，非牵引负荷用电占很大一部分，主要包括污水泵、自动扶梯、隧道风机、冷源系统、商业照明等部分。除了上述负荷中具有交直流共存，像常用的蓄电池等储能设备在放电时充当电源，充电时充当负荷，更加加大了负载侧的功率潮流控制的难度。为了解决传统电网与分布式电源难以适配的问题，必须组建微电网，而基于电力电子技术的电能路由器恰恰能给微电网提供关键性技术支持。电能路由器源自于给本地网络和上层网络提供信息交换服务的信息路由器，电能路由器可以在能源互联网中有效地互联分布式电源，负载、储能设备和配电网络，管理电能的传输和分配。

当大电网因检修停电或发生故障时，系统根据监测到的交流母线电压与频率的异常，快速切断并网开关，将电能路由器与外部电网隔离，电能路由器可作为相对独立的系统在孤网模式下工作，此时负荷的所有用电都由分布式电源提供。为保证系统功率平衡和安全稳定运行，本领域需要一种用于轨道交通负荷电能路由器在孤网下的功率控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于轨道交通负荷电能路由器在孤网下的功率控制策略，对于由风电和光伏系统进行供电的电能系统运用该策略能够根据功率平衡原则控制变流器运行于相应模式使得风光出力跟踪负载功率稳定输出并控制直流母线电压的稳定。当负载侧功率变动较大，超出光伏电源和风机电源所能提供功率时，根据情况，顺序采用主动降压运行策略和切除负载运行策略来保证输入电源和输出负载的功率平衡。

本发明的技术方案如下。

一种电能路由器孤网功率控制策略，包括以下步骤：

步骤S1，将分布式电源设置运行在最大功率跟踪模式(MPPT)下；

步骤S2，采集实时功率信息，所述实时功率信息包括分布式电源的输入功率P_in，以及系统负载功率P_L；

步骤S3，计算负载端口模块各可控开关实时的排序因子η_i；

步骤S4，将分布式电源总输入功率P_in与系统负载功率P_L进行比较；若不满足P_LP_in，则跳转到步骤S8；

步骤S5，将系统负载功率P_L与临界负载功率P_Llim进行比较；若不满足P_LP_Llim，则跳转到步骤S7；

步骤S6，断开排序因子η_i最小的开关，跳转到步骤S3；

步骤S7，采用主动降压运行的调节方式提高分布式电源总输入功率P_in；

步骤S8，判断分布式电源出力是否明显增加；若判断为是，则重合排序因子η_i最大的开关，跳转到步骤S2；若判断为否，则策略结束。