一种基于三端协同控制的光伏微电网功率均衡控制方法
【专利说明】-种基于H端协同控制的光伏微电网功率均衡控制方法 所属技术领域
[0001] 本发明属于电气技术领域，尤其设及一种基于=端协同控制的光伏微电网功率均 衡控制方法。
【背景技术】
[0002] 微电网将分布式电源、储能装置、负载及电力电子装置有机结合，形成自愈性强的 可控发电、用电系统。相对公共电网，微电网可作为一个高可控性供电单元，对公共电网进 行有力补充，当公共电网失电时为电网重要负载提供可靠高质量电能。
[0003] 但是，目前在微电网运行与控制过程中，仍然存在着诸多问题亟待解决。目前微电 网运行与控制过程中主要存在的问题有；一是由于大量风能和太阳能等间歇式发电单元的 存在，并且微电网的容量和惯量一般比较小，导致微电网中电能的随机性和波动性比较大， 引起微电网电压、频率和功率的波动，从而导致微电网不能稳定运行。二是微电网具有复杂 网络的特征，各子网中多源和多载实时交互作用，导致微电网中的负载功率分配不均衡，难 于精确控制和管理。=是微电网存在并网运行、孤岛运行、黑启动等多种运行场景，当该些 运行场景相互切换时，会导致能量双向流动和冲击，从而严重影响微电网的安全可靠运行。 四是微电网中的大多数分布式电源经过电力电子装置接入微电网，极易引起谐波问题和环 流问题。
【发明内容】
[0004] 针对现有方法存在的不足，本发明提出一种基于=端协同控制的光伏微电网功率 均衡控制方法。
[0005] 本发明的技术方案是该样实现的：
[0006] -种基于S端协同控制的光伏微电网功率均衡控制方法，内容为：
[0007]A)首先根据直流母线电压实际值Vd。、直流母线电压额定值Vdc*、光伏电源输出功 率值Ppv和负载功率值1\实时判断光伏微电网当前的运行方式：
[000引若<0.9^1.且Ppv<Pl，则判断光伏微电网当前的运行方式为第一种运行方 式；
[0009] 若
【主权项】
1. 一种基于三端协同控制的光伏微电网功率均衡控制方法，所述的光伏微电网的主电 路由光伏电源、并网逆变器和储能装置构成；所述的光伏电源由光伏电池、光伏电池并联电 容和Boost变换器依次连接构成；所述的并网逆变器由直流母线电容、三相电压型逆变器 主电路和LC滤波电路依次连接构成；所述的储能装置由储能单元、半桥式Buck/Boost变换 器和缓冲电容依次连接构成； 其特征在于：包括如下步骤： A) 根据直流母线电压实际值Vd。、直流母线电压额定值Vdc*、光伏电源输出功率值PP#P 负载功率值匕实时判断光伏微电网当前的运行方式： 若匕/(. < 0.9匕1且Ppv< P y则判断光伏微电网当前的运行方式为第一种运行方式； 若0.9?;. g G < 〇.95<、则判断光伏微电网当前的运行方式为第二种运行方式； 若0.95匕S 4 < 1.05?. ^则判断光伏微电网当前的运行方式为第三种运行方式； 若1.05^；. < 4 < 1.1?. ^则判断光伏微电网当前的运行方式为第四种运行方式； 若G/<. >丨.丨且pPV> p ^则判断光伏微电网当前的运行方式为第五种运行方式； B) 根据光伏微电网当前的运行方式协同控制光伏微电网中光伏电源，储能装置和并网 逆变器这三端的工作状态；具体内容如下： 若光伏微电网当前的运行方式为第一种运行方式，则控制光伏电源工作在MPPT模式； 储能装置充电；并网逆变器工作在整流模式，并网逆变器从公共电网吸收功率维持微电网 内功率平衡； 若光伏微电网当前的运行方式为第二种运行方式，则控制光伏电源工作在MPPT模式； 储能装置放电；并网逆变器与公共电网断开，且工作在逆变状态，为交流负载供电； 若光伏微电网当前的运行方式为第三种运行方式，则控制光伏电源工作在MPPT模式； 储能装置待机；并网逆变器与公共电网断开，且工作在逆变状态，为交流负载供电； 若光伏微电网当前的运行方式为第四种运行方式，则控制光伏电源工作在恒压模式； 储能装置充电；并网逆变器与公共电网断开，且工作在逆变状态，为交流负载供电； 若光伏微电网当前的运行方式为第五种运行方式，则控制光伏电源工作在MPPT模式； 储能装置满充，处于待机状态；并网逆变器工作在逆变模式，将微电网内剩余功率输送至公 共电网； C) 控制光伏微电网在满足相应的运行方式转换条件时由当前的运行方式向临近的运 行方式转换，并假设运行方式之间有足够长的间隔时间，储能单元可以充分充电或者放电； 具体运行方式转换方法为： 1)若光伏微电网的当前运行方式为第一种运行方式：当0.9?. < < 0.95?.时， 则控制并网逆变器与公共电网断开连接，使得光伏微电网转换至第二种运行方式；当 >丨.丨且!\时，控制光伏微电网转换至第五种运行方式； 2) 若光伏微电网的当前运行方式为第二种运行方式：当0.95<. S &.< 1.05?.时， 则控制光伏微电网转换至第三种运行方式；当Frfe <0.9^；.且Ppv< P 4寸，控制并网逆变器 与公共电网相连，使得光伏微电网转换至第一种运行方式； 3) 若光伏微电网的当前运行方式为第三种运行方式：当丨.05<. S 1.1?.时，控 制光伏微电网转换至第四种运行方式；当0.9P=. S < 0.95?;.时，控制光伏微电网转换 至第二种运行方式； 4) 若光伏微电网的当前运行方式为第四种运行方式：当厂&>1.17￡；且？"彡？^ 时，时，控制并网逆变器与公共电网相连，使得光伏微电网转换至第五种运行方式；当 0.95?. <丨.05/^.时，控制光伏电源由恒压模式转换至MPPT模式，使得光伏微电网 转换至第三种运行方式； 5) 若光伏微电网的当前运行方式为第五种运行方式：当< 0.9?.且PPV< P^t，控 制光伏微电网转换至第一种运行方式；当】.05^；；. < < I. IP^.时，控制光伏电源由MPPT 模式转换至恒压模式，并网逆变器与公共电网断开连接，使得光伏微电网转换至第四种运 行方式； D)将转换后的运行方式更新为光伏微电网当前的运行方式，转至B)。
2. 根据权利要求1所述的基于三端协同控制的光伏微电网功率均衡控制方法，其特征 在于：所述的储能装置充电，直至储能单元SOC > 90 %时，储能装置停止充电，处于待机状 态；所述的储能装置放电，直至储能单元S0C〈10%时，储能装置停止放电，处于待机状态。
3. 根据权利要求1所述的基于三端协同控制的光伏微电网功率均衡控制方法，其特征 在于：所述的储能装置充电过程中，储能单元充电控制方法为先恒流后恒压控制方法，储能 单元充电初期采取恒流充电模式，随着充电过程的进行，当储能单元电压达到参考值时，恒 流充电过程结束，进入恒压充电模式；所述的储能装置放电过程中，储能单元放电控制方法 为恒压控制方法。
【专利摘要】一种基于三端协同控制的光伏微电网功率均衡控制方法，包括A)根据光伏微电网直流母线电压值、直流母线额定电压值、储能单元SOC、光伏电源输出功率与交流负载功率、判断光伏微电网当前的运行方式；B)根据光伏微电网当前运行方式，协同控制光伏微电网中光伏电源，储能装置和并网逆变器这三端的工作状态；C)控制光伏微电网在满足相应的运行方式转换条件时由当前的运行方式向临近的运行方式转换；D)将转换后的运行方式更新为光伏微电网当前的运行方式，转至B)；该方法能够使微电网快速无缝切换至相应的运行方式来快速消除运行偏差，平衡微电网内能量流动，减小功率波动对微电网运行的影响，维持微电网直流母线电压的稳定，实现微电网内功率动态平衡。
【IPC分类】H02J3-46
【公开号】CN104821607
【申请号】CN201510249998
【发明人】闫士杰, 高文忠, 张化光, 黄辉, 闫伟航
【申请人】东北大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月15日