一种交直流混合微电网的控制方法及系统的制作方法_2

文档序号:9869228阅读:来源:国知局
电网控制器,用于在获取所述交流并网指令后,控制交流侧储能换流器或者所述柴油发电机下发恒压恒频转下垂运行指令;当并网点的开关两侧的电压幅值差满足第一预设条件且所述并网点的开关两侧的相位差满足第二预设条件时,控制所述并网点的开关闭合;向所述交流侧储能换流器下发下垂运行转恒功率运行指令,同时下发柴油发电机停机指令。
[0049]本发明提供了一种交直流混合微电网的控制方法及系统,该方法包括接收从当前运行模式转为预设运行模式的第一指令;依据第一指令调用与第一指令相对应的切换机制;依据切换机制将当前运行模式切换为预设运行模式。本发明适用于直流侧主发电设备的容量小于交流侧主发电设备的容量的交直流混合微电网,能够实现各个运行模式的平滑切换,提高了交直流混合微电网的安全性能。
【附图说明】
[0050]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对现有技术和实施例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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0051]图1为本发明提供的一种交直流混合微电网的拓扑与控制系统图;
[0052]图2为本发明提供的一种交直流混合微电网的控制方法的过程流程图;
[0053]图3为本发明提供的一种交直流混合微电网从交直流各自离网运行转为联合离网运行或者从交流并网直流离网转为联合并网的控制方法的过程流程图;
[0054]图4为本发明提供的一种交直流混合微电网从联合离网运行转为交直流各自离网运行的控制方法的过程流程图;
[0055]图5为本发明提供的一种交直流混合微电网从联合并网运行转为联合离网运行的控制方法的过程流程图;
[0056]图6为本发明提供的一种交直流混合微电网从交直流各自离网运行转为联合离网运行或者从交流并网直流离网转为联合并网的控制方法的过程流程图;
[0057]图7为本发明提供的一种交直流混合微电网的控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0058]本发明的核心是提供一种交直流混合微电网的控制方法,适用于直流侧主发电设备的容量小于交流侧主发电设备的容量的交直流混合微电网,能够实现各个运行模式的平滑切换,提高了交直流混合微电网的安全性能;本发明的另一核心是提供一种交直流混合微电网的控制系统。
[0059]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0060]请参照图1和图2,其中,图1为本发明提供的一种交直流混合微电网的拓扑与控制系统图,图2为本发明提供的一种交直流混合微电网的控制方法的过程流程图。
[0061]本申请提到的交直流混合微电网中,直流侧主发电设备的容量小于交流侧主发电设备的容量,其中,直流侧主发电设备包括直流侧储能电池,交流侧主发电设备包括交流侧储能电池和/或柴油发电机,该方法包括:
[0062]步骤SlOl:接收从当前运行模式转为预设运行模式的第一指令;
[0063]可以理解的是,首先接收交直流混合微电网运行人员发送的第一指令。
[0064]步骤S102:依据第一指令调用与第一指令相对应的切换机制;
[0065]步骤S103:依据切换机制将当前运行模式切换为预设运行模式。
[0066]可以理解的是,本申请提供的交直流混合微电网支持交直流联合并网、交流并网直流离网、交直流联合离网、交直流各自离网这四种运行状态,并能够实现运行模式的平滑切换。
[0067]另外,为方便下面对本申请提供的控制方法的介绍,下面介绍本申请提供的控制方法适用的一种具体的交直流混合微电网在四种常见运行模式下的状态,交直流混合微电网的控制系统包括主换流器(对应图1中K2和K3之间的AC/DC)、交流侧储能换流器(对应图1中交流侧的DC/AC)、直流侧储能换流器(对应图1中直流侧的DC/DC)、交流侧微电网控制器、直流侧微电网控制器、交直流混合微电网协调控制器和能量管理系统。该交直流混合微电网还包括:交流侧风力发电机和交流侧光伏,直流侧光伏。能量管理系统与直流微电网控制器、交流微电网控制器、交直流微电网协调控制器间通过遵循IEC 61850/MMS的网络相连,主换流器、直流侧储能换流器、交流侧储能换流器、直流微电网控制器、交流微电网控制器、交直流微电网协调控制器间通过遵循IEC 61850/G00SE的网络相连。具体地,请参照图1。
[0068]在交直流联合并网运行时,主换流器控制直流母线电压,交流侧储能换流器可根据直流侧储能电池的荷电状态(State of Charge,SOC)进行调理,直流侧储能换流器可根据交流侧储能电池的荷电状态(SOC)进行调理。同时,为实现经济优化运行,柴油发电机处于热备或者停机,交流侧光伏、直流侧光伏和风力发电机则按照最大功率点跟踪(MaximumPower Point Tracking,MPPT)进行发电,实现最大化利用清洁能源的目的。
[0069]可以理解的是,现有技术中,通常采用直流侧储能换流器来控制直流母线电压,但本申请中,因为直流侧储能电池的容量以及直流侧储能换流器的容量小,不足以控制直流母线电压,因此,采用主换流器来控制直流母线电压,由交直流微电网协调控制器直接控制,控制方法简单。
[0070]交流并网直流离网运行时,主换流器停机,交流微电网运行方式与交直流联合并网运行模式中交流微电网的运行方式相同。直流微电网依靠直流侧储能换流器实现电压的稳定控制,直流侧光伏与负荷根据直流微电网中直流侧储能电池的SOC进行协调控制,以保持直流侧储能电池的SOC保持在设定范围内。如果直流侧储能电池的SOC超出设定范围则发出告警信号。
[0071]在交直流联合离网运行时,优先采用交流侧储能换流器建立交流母线电压,在直流侧储能电池的电量不足的情况下采用柴油发电机建立母线电压,主换流器控制直流母线电压,直流侧光伏可运行于MPPT状态,直流侧储能换流器可根据直流侧储能电池的荷电状态进行调理或对直流侧光伏的出力进行低通滤波,以实现直流微电网的稳定,减小电压波动。
[0072]交直流各自离网运行时,主换流器停机。交流微电网优先采用交流侧储能换流器控制与稳定交流母线电压和频率,此时柴油发电机处于热备或停机状态。在交流侧储能电池的储能电量不足的情况下采用柴油发电机稳定交流母线电压和频率。交流微电网中的光伏、风机、负荷在微电网稳定运行的基础上协调控制实现优化运行。直流微电网单独离网运行与上述交流并网直流离网运行模式中直流微电网的运行方式相同。
[0073]具体地,在对下面各种运行模式切换进行介绍时,请参照图3-6,其中,图3为本发明提供的一种交直流混合微电网从交直流各自离网运行转为联合离网运行或者从交流并网直流离网转为联合并网的控制方法的过程流程图;图4为本发明提供的一种交直流混合微电网从联合离网运行转为交直流各自离网运行的控制方法的过程流程图;图5为本发明提供的一种交直流混合微电网从联合并网运行转为联合离网运行的控制方法的过程流程图;图6为本发明提供的一种交直流混合微电网从交直流各自离网运行转为联合离网运行或者从交流并网直流离网转为联合并网的控制方法的过程流程图。
[0074]具体地,请参照图3,当第一指令具体为从交直流各自离网运行转为联合离网运行的指令或者从交流并网直流离网转为联合并网的指令时,则依据切换机制将当前运行模式切换为预设运行模式的过程具体为:
[0075]步骤S201:交直流微电网协调控制器生成直流并网指令;
[0076]可以理解的是,不管是从交直流各自离网运行转为联合离网运行还是者从交流并网直流离网转为联合并网运行,这里都是直流侧并网。
[0077]步骤S202:直流微电网控制器在获取直流并网指令后,控制主换流器的直流侧开关闭合,并向直流侧储能换流器下发直流恒压转直流电压下垂运行指令;
[0078]直流侧储能换流器在接收到直流恒压转直流电压下垂运行指令后,将从直流恒压转直流电压下垂运行。
[0079]步骤S203:交直流微电网协调控制器向主换流器下发直流侧恒压启动指令,使得主换流器控制直流母线电压恒压;
[0080]可以理解的是,在直流侧并网时,主换流器除了会对直流侧和交流侧进行功率交换,还会控制直流母线电压恒压。
[0081]步骤S204:直流微电网控制器向直流侧储能换流器下发直流电压下垂转恒功率运行指令。
[0082]在直流微电网进行恒功率运行时,直流微电网控制器根据直流侧储能电池的SOC状况进行调理或者对直流侧光伏的出力进行低通滤波。
[0083]具体地,请参照图4,当第一指令具体为从联合离网运行转为交直流各自离网运行的指令时,则依据切换机制将当前运行模式切换为预设运行模式的过程具体为:
[0084]步骤S301:交直流微电网协调控制器根据控制直流母线电压恒压的主换流器的功率值生成调整主换流器的交换功率的第二指令;
[0085]步骤S302:直流微电网控制器依据第二指令将主换流器的交换功率调整至切换允许交换功率范围内;
[0086]这里可以通过调整直流侧储能换流器的输出功率,进而实现对主换流器的交换功率的调整。
[0087]步骤S
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