含复合储能的风光柴储微电网系统及并网时协调控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微电网控制技术领域，具体涉及一种含复合储能的风光柴储微电网系统，还涉及一种上述系统并网运行时的协调控制方法。
【背景技术】
[0002]现代工业高速发展，传统化石能源日渐枯竭，为满足人类对能源的需求，发展清洁高效的可再生能源成为全世界的共同目标。分布式发电有利于新能源的就地分散利用，提高用户供电可靠性，但其不稳定的发电方式也给电网地稳定运行带来了很多难题。微电网作为分布式发电接入电网的有效利用方式，将发电系统、储能系统、负荷相结合，通过相关控制装置间的配合，不仅解决了分布式电源发电系统的大规模接入问题，还为用户带来了其他多方面的效益。
[0003]经对现有技术文献的检索，申请号为201220002686.4，名称为一种实验室用的微电网系统的中国专利申请，该申请公开了微电网系统采用模拟微源和模拟负载，但它只涉及一次系统，未涉及二次系统的设计，微电网系统功能不完善。
[0004]现有含风光柴储的微电网技术绝大多数是基于单一种类储能装置研究和应用，对含复合储能的风光柴储微电网系统的一次系统和二次系统鲜有关注。
【发明内容】
[0005]本发明的发明目的是提出一种含复合储能的风光柴储微电网系统，该系统可实时监控微电网各分布式电源和负荷的运行状态。分布式电源主要包括发电系统和储能系统。
[0006]本发明的发明目的通过如下技术方案实现:一种含复合储能的风光柴储微电网系统，包括一次系统和二次系统；
所述一次系统包括风力发电系统、光伏发电系统、柴油发电系统、储能系统、负荷系统和微电网母线；
所述储能系统为复合储能系统，包括两种以上的储能系统；
所述风力发电系统、光伏发电系统、柴油发电系统、各种储能系统和负荷均通过开关与所述微电网母线相连，所述微电网母线通过并/离网控制开关与380V配电网相连；
所述二次系统包括控制系统、监测系统和通讯系统；
所述控制系统分成三层，分别为上层、中间层和底层，上层为配电网调度系统，中间层为微电网中央控制器，底层为底层控制器；
所述底层控制器包括微源控制器和负荷控制器；
所述监测系统由实时电气量采集装置构成；
所述通讯系统由通信端口、通信网络组成，所述通信网络包括通信总线；
所述微源控制器与所述风力发电系统、光伏发电系统、柴油发电系统、各种储能系统一一对应相连，各微源控制器还与同其对应的系统与所述微电网母线之间的连接开关相连，用于控制各系统地接入、切除； 所述负荷控制器与所述负荷相连，还与该负荷与所述微电网母线之间的连接开关相连，用于控制负荷地接入、切除；
所述微源控制器和所述负荷控制器通过通信总线与所述微电网中央控制器相连，所述微电网中央控制器与所述并/离网控制开关通过通信总线相连，所述配电网调度系统通过通信总线与所述微电网中央控制器相连，向所述微电网中央控制器发送调节指令，所述监测系统输入端与所述一次系统相连，输出端与所述微源控制器或负荷控制器相连，将采集的实时电气量传输给所述微源控制器或负荷控制器，并通过所述微源控制器或负荷控制器经通信总线传输给所述微电网中央控制器，所述微电网中央控制器接收所述底层控制器传输来的实时电气量和所述配电网调度系统发送的调度指令，控制所述并/离网控制开关的通断以控制所述微电网系统处于并网运行状态或离网运行状态，并向所述底层控制器发送控制指令，所述底层控制器接收所述微电网中央控制器的控制指令后，在无需互相通信的前提下，基于实时电气量实现对相应开关、系统和负荷的一体化保护与控制。
[0007]所述储能系统包括锂电池储能系统和液流电池储能系统。
[0008]所述风力发电系统包括风力发电机、风力发电机控制器和风电系统配电箱，所述风力发电机与所述风力发电机控制器相连，所述风力发电机控制器与所述风电系统配电箱相连，所述风电系统配电箱通过开关与所述微电网母线相连，与所述风力发电系统对应的微源控制器与所述风电系统配电箱相连，控制所述风力发电系统的输出功率。
[0009]
所述光伏发电系统包括光伏电池板、光伏直流配电箱和光伏逆变器，所述光伏电池板与所述光伏直流配电箱相连，所述光伏直流配电箱与所述光伏逆变器相连，所述光伏逆变器通过开关与所述微电网母线相连，与所述光伏发电系统对应的微源控制器与所述光伏逆变器相连，控制所述光伏发电系统的输出功率。
[0010]所述柴油发电系统包括柴油发电机，所述柴油发电机通过开关与所述微电网母线相连，与所述柴油发电系统对应的微源控制器与所述柴油发电机相连，控制所述柴油发电系统的输出功率。
[0011 ] 所述锂电池储能系统包括锂电池组和锂电池储能双向变流器，所述锂电池组与所述锂电池储能双向变流器相连，所述锂电池储能双向变流器通过开关与所述微电网母线相连，与所述锂电池储能系统对应的微源控制器与所述锂电池储能双向变流器相连，控制所述锂电池储能系统的输出功率。
[0012]所述液流电池储能系统包括液流电池组和液流电池储能双向变流器，若干所述液流电池组串联后与所述液流电池储能双向变流器相连，所述液流电池储能双向变流器通过开关与所述微电网母线相连，与所述液流电池储能系统对应的微源控制器与所述液流电池储能双向变流器相连，控制所述液流电池储能系统的输出功率。
[0013]所述负荷包括灯泡组、负载箱、电动机和电子负载，所述灯泡组、负载箱、电动机和电子负载分别通过一个开关与所述微电网母线相连。
[0014]本发明还提供一种上述风光柴储微电网系统并网时的协调控制方法，包括如下步骤:
I)微电网中央控制器比较配电网有功功率指令与联络线实际有功功率之差Λ A与配电网有功功率指令跟踪滞环的上、下限值Pofset2，Pofsetl 为正值，为负值: 若Λ/5,〉转入步骤2);
P,<
Pofset2,
转入步骤3)；
否则，转入步骤4);
2)若存在充电的储能系统，则减少储能系统的充电功率，若达到配电网调度要求，结束；
若调节储能系统充电功率不能满足配电网调度要求，且存在可投入的光伏发电系统或风力发电系统，则投入光伏发电系统或风力发电系统，若达到配电网调度要求，结束；
若调节储能系统充电功率、投入光伏发电系统或风力发电系统后，仍未跟踪上配电网调度要求，在存在PQ(P代表有功功率，Q代表无功功率)可控的光伏发电系统或风力发电系统且存在可调空间的前提下，则增大PQ运行模式的光伏发电系统或风力发电系统的出力，若达到配电网调度要求，结束；
在充分利用光伏发电系统或风力发电系统的出力未能满足配电网调度要求后，若存在能放电的储能系统，且储能系统放电功率可以满足微电网功率缺额，则增加储能系统的总放电功率，结束；
若不存在能放电的储能系统或储能系统放电功率不能满足微电网功率缺额，则增加柴油发电系统出力，结束；
3)若存在放电的储能系统，减少储能系统的放电功率，若达到配电网调度要求，结束； 若不存在放电的储能系统且存在出力的柴油发电系统，则减少柴油发电系统出力，若达到配电网调度要求，结束；
若柴油发电系统没有出力且可控有功出力不能弥补微电网功率超额，则切除MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)光伏发电系统或风力发电系统，若达到配电网调度要求，结束；
若可控有功出力能弥补微电网功率超额且存在PQ可控光伏发电系统或风力发电系统，则调节光伏发电系统或风力发电系统出力，若达到配电网调度要求，结束；
若不存在PQ可控的光伏发电系统或风