[0025] 下面结合说明书附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。W 下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0026]低压微电网群自主与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，网控层和群控层采用双网兀余W太网通讯网络。
[0027]微电网群采用H层控制结构，即设备层、网控层及群控层，该结构模式引入通信系 统但不完全对其依赖，在通信失效的情况下W低一层的控制作为后备，继续维持微电网稳 定运行。
[002引（1)群控层
[0029]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；微电网群控 制器在微电网自主控制的基础上作为上一级调节，向微电网控制器发出控制指令，维持微 电网的安全稳定性运行，实现功率动态平衡，进而实现微电网群的无人值守和web远传功 會長。
[0030] 似网控层
[0031] 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；
[003引做设备层
[0033]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；
[0034] 光伏、风力发电单元W采用最大功率控制模式，W最大功率向电网输出有功功率， 功率因数为1.0。当微电网不能吸纳间歇电源发出的功率时，需要适当减少该发电单元输入 到微电网的功率。
[0035] 为了保证负荷的供电时间，负荷按储能荷电状态滞环控制负荷的投切。
[0036] 下面对主从控制模式和对等控制模式的算法进行详细介绍。
[0037] 1)主从控制模式算法
[003引微电网群中主子微电网对外运行于电压-频率模式，其电压、频率的设定值由微 电网群控制器确定，从子微电网依据母线电压、频率确定其输出的功率参考值如下：
【主权项】
1. 一种低压微电网群自主协调控制系统，其特征为，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三层控制结构，即群控层、网控层及设备层；所述网控层和所述 群控层采用双网冗余以太网通讯网络；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三次调节，向微电网控制器发出控制指令。
2. 根据权利要求1所述的一种低压微电网群自主协调系统，其特征为，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： (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，否则以储能容量最 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； (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； 采用以微电网控制器为主控单元的控制方式； (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。
3. 根据权利要求1和2中任一项所述的一种低压微电网群自主协调控制系统，针对微 电网群离网情况所采取的暂态控制方法： 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； 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，之后合闸连接；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，以减小对配电网的冲击，彼此之间不主动 同步； 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，则转为 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； 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。
【专利摘要】一种低压微电网群自主与协调控制系统，该控制系统采用分层控制结构即设备层、网控层和群控层。微电网群控制器接受群级能量管理系统的调度指令，从微电网群的控制目标和子微电网的安全可靠性出发，来控制微电网群与配电网及各子微电网间的交换功率、微电网群的离网或并网运行、子微电网的并网或离网运行等，并实现子微电网与微电网群间的接口控制，同时下发控制指令到网级控制器。网级控制器实行对分布式电源、储能和负荷的优化控制策略，实现子微电网在离并网状态下的稳定运行和状态间的平滑过渡，及与微电网群控制器的信息交互。电源或储能的就地控制器完成分布式电源和储能对频率和电压的一次调节，负荷控制器完成负荷的分级控制。
【IPC分类】H02J13-00, H02J3-38
【公开号】CN104836334
【申请号】CN201410045929
【发明人】杨仁刚, 高春凤, 井天军, 王文成, 王江波, 全雯琳
【申请人】中国农业大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2014年2月8日