一种低压微电网群的自主与协调控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及可再生能源发电领域中的微电网群运行与控制领域，尤其是一种低压 微电网群自主与协调控制系统。
【背景技术】
[0002] 微电网的出现从根本上改变了传统应对负荷增长的方式，从系统的角度看，微电 网作为可控单元可灵活地扩大系统容量，可用兀余并联提高系统的可靠性，具有极高的系 统可维护性。但由于我国电网存在大规模可再生能源消纳能力不足、配电环节相对薄弱、 用电互动化水平较低等问题，W及电动汽车和储能技术发展对智能电网技术存在迫切的需 求，因而提出了微电网群的概念，微电网群是微电网发展到一定阶段的产物。微电网群不等 同于一个容量更大、元件更多、范围更广的微电网，微电网群的组成单元是微电网，各个子 微电网除了在群模式下具有共同的运行目标外，其它情况下它们可能有自己的运行目标。
[0003] 目前该领域的研究主要是针对微电网的协调控制，对微电网中的分布式电源相互 协调，合理分担负载功率。如一种微电网系统协调控制方法、一种基于四维能量管理空间的 多级微电网控制方法、一种微电网分布式电源分层协调控制系统和方法、一种基于公共连 接点平台的微电网协调控制器、适用于含柴储孤立微电网的频率分层协调控制方法、电网 的多智能体优化协调控制方法等，其控制模式主要有集中控制、主从控制、对等控制和分层 控制等方式，但其运行时未能利用其他微电网中分布式资源，在无主网支撑情况下，微电网 系统的稳定性和可靠性均不高，如何在离网条件下通过设计共同目标使各独立微电网可联 网运行，实现能量互济，多微网功率平衡尚无有效方法解决。
[0004] 传统单个微电网只有离网运行和并网运行两种方式，运行时无法利用其它微电网 中的分布式资源，未能充分的实现可再生能源的最大化利用和最大化的保证负荷的供电可 靠性。微电网群能够充分利用各自的特色实现优势互补，微电网群与微电网相比，组成单元 不同，进而造成运行目标层次和控制结构的不同，微电网群能够充分利用自身特色解决微 电网的分布式协调控制，不仅能充分利用分布式能源，同时能保证系统的稳定运行。因此， 对配电网含多个微电网的相互支撑和协调运行问题、对微电网群的协调控制问题亟需展开 研究。
【发明内容】
[0005] (-）要解决的技术问题
[0006] 本发明所提出的一种低压微电网群自主与协调控制系统。各个子微电网除了在群 模式下具有共同的运行目标外，其他情况下它们可W有自己的运行目标，分散了运行管理 控制的任务和风险，能在满足不同子微电网运行目标的同时实现更大范围的资源整合，发 挥出更大的价值，更好的实现了各子微电网的优化运行。在微电网群内部可W实现一定程 度的能量互济，提高了分布式能源利用率的同时，可W为负荷提供更加优质的电能。
[0007] 从运行方式上来看，每个子微电网也可W-定程度脱群运行，整个微电网群相对 于配电网可w并网、离网或者部分并网运行，实现了运行模式的多样化，提高了电力系统对 分布式能源的接受能力。本发明实现了微电网群的分层控制，提高对负荷供电的可靠性、可 再生能源的利用率及系统安全可靠性和应对各种情况的能力。
[000引仁）技术方案
[0009] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种低压微电网群自主协调系统，所述低 压微电网群自主协调系统包括；负荷控制器、风力控制器、光伏控制器、储能控制器、子微电 网控制器、微电网群控制器；所述低压微电网群采用H层控制结构，即群控层、网控层及设 备层；所述网控层和所述群控层采用双网兀余W太网通讯网络；所述子微电网控制器在所 述负荷控制器、所述风力控制器、所述光伏控制器、所述储能控制器自主控制一次调节的基 础上作为二次调节；微电网群控制器在子微电网自主控制的基础上作为H次调节，向微电 网控制器发出控制指令。
[0010] 优选的，所述低压微电网群所采用的群控层、网控层及设备层具体描述如下：
[0011] (1)所述群控层，微电网群控制器接收群能量管理系统发布的优化调度计划，具 备微电网群级协调控制的功能包括控制微电网群与配电网及各子微电网间的交换功率、实 现微电网群的离网或并网运行、子微电网的离并网控制及基准工作点的调整；所述群控层 根据微电网群与配电网公共连接点的连接状态、子微电网与微电网群公共连接点的连接状 态、子微电网可调节能力和子微电网出力优先权对微电网群的运行状态进行划分；群并网 运行时，输出功率受配电网控制，群内微电网工作于功率控制模式；群离网运行时，如果群 内子微电网储能容量比值在0.5到2之间，则群内子微电网采用对等控制，否则W储能容量 最大的群内微电网作为主控单元，其它群内从子微电网采用功率控制方式；微电网可调节 能力是一个和持续时间有关的电量值，所述电量值由子微电网评估自身能力后做出并把所 述电量值发给群控制器，所述电量值是考虑满足自身的需要和微电网应付突发状况的裕度 之后，对外提供的能力支持，所述群控制器根据所述电量值确定子微电网对外表现的功率 限值；
[0012] (2)所述网控层，子微电网控制器接收本网级能量管理系统发布的优化调度计划， 同时接收微电网群控制器的控制指令，根据子微电网与微电网群公共连接点的连接状态和 储能的荷电状态对子微电网的运行状态进行划分；微电网控制器动态调节设备层各个单元 的基准功率点实现微电网控制；微电网并网运行时，工作模式由群控制器控制；离网运行 时，发电小于用电状态下，风力或光伏间歇性分布式电源采用最大功率控制，储能单元提供 发、用电不平衡功率，系统的一次调节为储能机组的下垂控制；二次调节通过改变储能单元 的基准功率点实现；发电大于用电状态下，间歇性分布式电源采用反下垂控制方式，储能单 元采用下垂控制方式；储能和分布式电源共同参与一次调节；当因功率波动产生的电压波 动越限时，二次调节通过改变储能单元的基准功率点和间歇性分布式电源的反下垂系数实 现；采用W微电网控制器为主控单元的控制方式；
[0013] (3)所述的设备层，储能单元在并网运行时，采用电流控制方法，通过锁相环跟踪 电网电压的频率和相位；在微电网离网运行情况下采用电压-频率控制，比如配电网故障 而导致微电网离网运行，建立并维持微电网的电压和频率，自动吸纳系统内瞬时不平衡功 率平抑电压和频率的波动。
[0014] 优选的，针对微电网群离网情况所采取的暂态控制方法：
[0015]1)微电网群解列控制主要由母线电压越限、子微电网故障保护退出、子微电网内 部故障越级、离网冲击性负荷投入等事件触发；在子微电网内部故障或冲击性负荷投入时， 主动与微电网群断开连接，防止其他子微电网误动；如果子微电网内部故障越级，其他子微 电网由微电网群控制器断开连接；在群离网母线电压越限时，各子微电网断开连接，避免相 互干扰；
[0016] 2)在微电网群起动过程中，起动时光储微电网先与同类微电网连接，之后与风光 储微电网连接同步；运行过程中，并入子微电网时先同步，之后合间连接；微电网群并入配 电网时光储微电网与风光储微电网依次并入微电网，W减小对配电网的冲击，彼此之间不 主动同步；
[0017] 3)微电网群并网转离网，配网或微电网群交流母线电压不满足系统的要求时，贝U转为离网模式；在进行微电网群并网转离网时，微电网群公共连接点开关保护装置控制开 关断开配电网，并按微电网群主从或对等控制模式下对子微电网设定功率控制方式或电 压-频率为控制方式；
[001引 4)微电网群离网转并网，配电网恢复供电后，由微电网群公共连接点开关保护装 置和微电网群协调控制器检测公共连接点两侧电压的频率、幅值、相位，如果满足同步要 求，投入微电网群公共连接点开关；或者根据系统要求将子微电网转为离网模式，同时控制 投入微电网群公共连接点开关，各子微电网在电压-频率控制模式下由储能调节与配电网 同步并网，并转入并网模式。
[001引 （S)有益效果
[0020] 本发明所提出的一种低压微电网群自主与协调控制系统和方法，分散了运行管理 控制的任务和风险，能在满足不同子微电网运行目标的同时实现更大范围的资源整合，更 好的实现了各子微电网的优化运行。在微电网群内部实现一定程度的能量互济，提高了分 布式能源利用率的同时，为负荷提供更加优质的电能。从运行方式上来看，实现了运行模式 的多样化，提高了电力系统对分布式能源的接受能力。
[0021] 本发明主要适用于微电网群的控制运行，实现多微电网的相互支持及对多微电网 对配电网的支撑，实现可再生能源的最大化利用和最大化的保证负荷的供电可靠性。有广 阔应用前景。本发明具有高稳定性、能实现能量互济，自主与协调控制的特点，能产生可观 的经济效益和良好的社会效益。应用该发明可W提高电力系统的安全按稳定性及电力用户 的供电可靠性，提高用户能效并减少二氧化碳与有害气体排放，使清洁能源得W最大化的 利用。
【附图说明】
[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据该些附图获得其他的附图。
[0023] 图1是根据本发明一种低压微电网群的自主与协调控制系统及其使用方法的一 个实施例的微电网群控流程图；
[0024] 图2是根据本发明一种低压微电网群的自主与协调控制系统及其使用方法的一 个实施例的微电网群协调控制原理图。
【具体实施方式】