微电网系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种微电网系统及其控制方法，微电网系统包括交流母线、直流母线、以及分别并联连接在所述直流母线上的四个支路；所述直流母线接入依序减小的四级直流母线电压；本微电网系统在以上的四个等级的电压之间实现切换。本发明专利技术采用分布式电源，通过直流母线的不同来实现微电网系统能量调度，而不是用通信方式，本发明专利技术弥补调度实时性不足和容错率不足；本发明专利技术兼容多种设备，模块化和塔式机控制思路一致：本发明专利技术微电网系统对外特性是塔式机的控制方式，对远程后台而言，面对的是一个储能变流器；本发明专利技术微电网系统又能够支持模块化，并支持多组分布式电源接入，所以对上层是塔式，对下层是多组模块接入的概念。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电网
，更具体地说，涉及一种微电网系统及其控制方法。
技术介绍
微电网(Micro-Grid，也译为微网)是由多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的新型网络结构，并通过静态开关关联至常规电网。微电网包括直流母线和交流母线，直流母线作为连接分布式电源和主网的一种微网形势，能够更高效的发挥分布式电源的价值和效益，具备比交流微网更灵活的重构能力。图1所示为现有微电网的电路结构示意图，微电网包括交流母线(AC_BUS)10、直流母线(DC_BUS)20、以及位于交流母线10和直流母线20之间的电能转换系统(Power Convert System，PCS)50，交流母线10和直流母线20分别连接该电能转换系统50，并通过该电能转换系统50与电网60实现并网连接。直流母线20具有4个支路变换器(DC/DC)31-33和逆变器(DC/AC)40，该直流母线20支持接入DC负载21、双向充放电机22、DC-DC光伏23、DC-DC储能24。电能转换系统100包括：4个DC/DC变换器30、31、32、33、发电系统(PV)31、电池或超点32、DC/AC逆变器40、以及切换装置50。DC/DC变换器是指在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置。一部分DC/DC变换器30、31支持连接发电系统(PV)31，另一部分DC/DC变换器32、33支持连接电池或超电32；DC/AC逆变器40支持连接交流母线10；切换装置50的一端连接在交流母线10和DC/AC逆变器40之间，切换装置50的另一端与电网60连接。现有微电网直流母线控制技术，需要各支路的DC/DC变换器30-33以及DC/AC逆变器40将当前支路中电流、电压等相关参数通过通信的方式发送到外部的控制设备，并在外部控制设备的控制下完成对直流母线20的控制，从而实现微电网能量的调度。这种通过通信方式实现对直流母线控制的技术，由于需要的等待外部控制设备的计算分析机控制，存在能量调度实时性不足以及容错率不足的缺陷。容错率不足的意思是：通过通信来控制，如果通信发生错误，那么整个调度就错误，通信很容易出错。而通过母线控制，基本不会发生错误，所以容错率高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中微电网，存在能量调度实时性不足以及容错率不足的缺陷，提供一种微电网系统及其控制方法。本专利技术提供一种微电网系统，其包括交流母线、直流母线、以及分别并联连接在所述直流母线上的DC/DC光伏支路、DC/DC储能电池支路、DC/DC超级电容支路、以及与DC/AC支路；所述DC/DC光伏支路、DC/DC储能电池支路、以及DC/DC超级电容支路均包括：与所述直流母线连接的DC/DC变换器、以及与该DC/DC变换器连接的DC/AC逆变器；所述DC/AC支路包括DC/AC逆变器，DC/AC逆变器设有与所述直流母线连接的直流侧、以及与电网和所述交流母线连接的交流侧；所述直流母线接入依序减小的四级直流母线电压，分别为：第一级直流母线电压、第二级直流母线电压、第三级直流母线电压、以及第四级直流母线电压；其中，所述DC/DC光伏支路的DC/DC变换器接入所述第一级直流母线电压；所述DC/DC储能电池支路的DC/DC变换器接入所述第四级直流母线电压；所述DC/DC储能电池支路的DC/DC变换器接入所述第二级直流母线电压；所述DC/DC储能电池的DC/AC逆变器接入所述第三级直流母线电压。本专利技术还提供一种微电网系统，其包括交流母线、直流母线、以及分别并联连接在所述直流母线上的DC/DC光伏支路、DC/DC储能电池支路、DC/DC超级电容支路、以及与DC/AC支路；所述DC/DC光伏支路、DC/DC储能电池支路、以及DC/DC超级电容支路均包括：与所述直流母线连接的DC/DC变换器、以及与该DC/DC变换器连接的DC/AC逆变器；所述DC/AC支路包括DC/AC逆变器，DC/AC逆变器设有与所述直流母线连接的直流侧、以及与电网和所述交流母线连接的交流侧；所述直流母线接入依序减小的四级直流母线电压，分别为：第一级直流母线电压、第二级直流母线电压、第三级直流母线电压、以及第四级直流母线电压；其中，所述DC/DC光伏支路的DC/DC变换器接入所述第一级直流母线电压；所述DC/DC储能电池支路的DC/DC变换器接入所述第二级直流母线电压；所述DC/DC储能电池支路的DC/DC变换器接入所述第四级直流母线电压；所述DC/DC储能电池的DC/AC逆变器接入所述第三级直流母线电压。本专利技术还提供一种微电网系统的控制方法，其包括如下步骤：S1：当直流母线接入第一级直流母线电压时，DC/DC光伏支路的DC/DC变换器的低压侧接入光伏板，DC/DC变换器的高压侧接入直流母线；DC/DC变换器的低压侧根据光伏功率扰动得出光伏板的目标电压，DC/DC变换器的高压侧电压等于第一级直流母线电压，光伏板运行时逻辑上能量只能从光伏板到直流母线，DC/DC光伏支路始终处于放电状态；S2：当直流母线接入第四级直流母线电压时，DC/DC储能电池支路的DC/DC变换器的低压侧接入储能电池，DC/DC变换器的高压侧接入直流母线；DC/DC储能电池支路并网充电时，DC/DC变换器的低压侧设置的储能电池充电电压，DC/DC变换器的高压侧等于第四级直流母线电压，DC/DC储能电池支路的储能电池处于充电状态，直至DC/DC储能电池支路的储能电池充电饱和；S3：当直流母线接入第二级直流母线电压时，DC/DC超级电容支路的DC/DC变换器的低压侧接入超级电容，DC/DC变换器的高压侧接入直流母线；并网放电时，DC/DC变换器的低压侧设置的超级电容充电电压，DC/DC变换器的高压侧等于第二级直流母线电压，DC/DC超级电容支路的超级电容处于限流放电状态；S4：当直流母线接入第三级直流母线电压时，DC/AC支路的交流侧接入电网，DC/AC支路的直流侧接入直流母线，DC/AC支路的直流侧的电压等于第三级直流母线电压，DC/AC支路根据DC/AC逆变器的不同状态下、与电网交互能量。本专利技术还提供一种微电网系统的控制方法，微电网系统的控制方法，S1：当直流母线接入第一级直流母线电压时，DC/DC光伏支路的DC/DC变换器的低压侧接入光伏板，DC/DC变换器的高压侧接入直流母线；DC/DC变换器的低压侧根据光伏功率扰动得出光伏板的目标电压，DC/DC变换器的高压侧电压等于第一级直流母线电压，光伏板运行时逻辑上能量只能从光伏板到直流母线，DC/DC光伏支路始终处于放电状态；S2：当直流母线接入第二级直流母线电压时，DC/DC储能电池支路的DC/DC变换器的低压侧接入储能电池，DC/DC变换器的高压侧接入直流母线；DC/DC储能电池支路并网充电时，DC/DC变换器的低压侧设置的储能电池充电电压，DC/DC变换器的高压侧等于第二级直流母线电压，DC/DC储能电池支路的储能电池处于充电状态，直至DC/DC储能电池支路的储能电池充电饱和；S3：当直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电网系统，其包括交流母线、直流母线、以及分别并联连接在所述直流母线上的DC/DC光伏支路、DC/DC储能电池支路、DC/DC超级电容支路、以及与DC/AC支路；所述DC/DC光伏支路、DC/DC储能电池支路、以及DC/DC超级电容支路均包括：与所述直流母线连接的DC/DC变换器、以及与该DC/DC变换器连接的DC/AC逆变器；所述DC/AC支路包括DC/AC逆变器，DC/AC逆变器设有与所述直流母线连接的直流侧、以及与电网和所述交流母线连接的交流侧；其特征在于：所述直流母线接入依序减小的四级直流母线电压，分别为：第一级直流母线电压、第二级直流母线电压、第三级直流母线电压、以及第四级直流母线电压；其中，所述DC/DC光伏支路的DC/DC变换器接入所述第一级直流母线电压；所述DC/DC储能电池支路的DC/DC变换器接入所述第四级直流母线电压；所述DC/DC储能电池支路的DC/DC变换器接入所述第二级直流母线电压；所述DC/DC储能电池的DC/AC逆变器接入所述第三级直流母线电压。

【技术特征摘要】
1.一种微电网系统，其包括交流母线、直流母线、以及分别并联连接在所述直流母线上的DC/DC光伏支路、DC/DC储能电池支路、DC/DC超级电容支路、以及与DC/AC支路；所述DC/DC光伏支路、DC/DC储能电池支路、以及DC/DC超级电容支路均包括：与所述直流母线连接的DC/DC变换器、以及与该DC/DC变换器连接的DC/AC逆变器；所述DC/AC支路包括DC/AC逆变器，DC/AC逆变器设有与所述直流母线连接的直流侧、以及与电网和所述交流母线连接的交流侧；其特征在于：所述直流母线接入依序减小的四级直流母线电压，分别为：第一级直流母线电压、第二级直流母线电压、第三级直流母线电压、以及第四级直流母线电压；其中，所述DC/DC光伏支路的DC/DC变换器接入所述第一级直流母线电压；所述DC/DC储能电池支路的DC/DC变换器接入所述第四级直流母线电压；所述DC/DC储能电池支路的DC/DC变换器接入所述第二级直流母线电压；所述DC/DC储能电池的DC/AC逆变器接入所述第三级直流母线电压。2.一种微电网系统，其包括交流母线、直流母线、以及分别并联连接在所述直流母线上的DC/DC光伏支路、DC/DC储能电池支路、DC/DC超级电容支路、以及与DC/AC支路；所述DC/DC光伏支路、DC/DC储能电池支路、以及DC/DC超级电容支路均包括：与所述直流母线连接的DC/DC变换器、以及与该DC/DC变换器连接的DC/AC逆变器；所述DC/AC支路包括DC/AC逆变器，DC/AC逆变器设有与所述直流母线连接的直流侧、以及与电网和所述交流母线连接的交流侧；其特征在于：所述直流母线接入依序减小的四级直流母线电压，分别为：第一级直流母线电压、第二级直流母线电压、第三级直流母线电压、以及第四级直流母线电压；其中，所述DC/DC光伏支路的DC/DC变换器接入所述第一级直流母线电压；所述DC/DC储能电池支路的DC/DC变换器接入所述第二级直流母线电压；所述DC/DC储能电池支路的DC/DC变换器接入所述第四级直流母线电压；所述DC/DC储能电池的DC/AC逆变器接入所述第三级直流母线电压。3.根据权利要求1或2所述的微电网系统，其特征在于：所述DC/DC光伏支路还包括与所述DC/DC变换器连接的光伏板；DC/DC储能电池支路还包括与所述DC/DC变换器连接的储能电池；所述DC/DC超级电容支路还包括与所述DC/DC变换器连接的超级电容。4.根据权利要求1或2所述的微电网系统，其特征在于：所述DC/DC变换器包括：第一环路、第二环路、均与该第一环路和第二环路连接的第二比较器、与该第二比较器连接的第三减法器、以及与该第三减法器连接的第三控制器，第一环路包括依次连接的第一减法器、第一控制器、第一比较器，第二环路包括依次连接的第二减法器、第二控制器和第一比较器。5.根据权利要求4所述的微电网系统，其特征在于：所述第一控制器和第二控制器均为比例积分控制器；所述第三控制器为发波控制器。6.根据权利要求1或2所述的微电网系统，其特征在于：所述DC/AC逆变器包括依序连接的第三减法器、第三控制器、第四减法器、以及第四控制器；其中，所述第三控制器为比例积分控制器；所述第四控制器为发波控制器。7.根据权利要求1-6任一所述微电网系统的控制方法，其特征在于：其包括如下步骤：S1：当直流母线接入第一级直流母线电压时，DC/DC光伏支路的DC/DC变换器的低压侧接入光伏板，DC/DC变换器的高压侧接入直流母线；DC/DC变换器的低压侧根据光伏功率扰动得出光伏板的目标电压，DC/DC变换器的高压侧电压等于第一级直流母线电压，光伏板运行时逻辑上能量只能从光伏板到直流母线，DC/DC光伏支路始终处于放电状态；S2：当直流母线接入第四级直流母线电压时，DC/DC储能电池支路的DC/DC变换器的低压侧接入储能电池，DC/DC变换器的高压侧接入直流母线；DC/DC储能电池支路并网充电时，DC/DC变换器的低压...

【专利技术属性】
技术研发人员：任远航，范小波，肖顿，
申请(专利权)人：深圳市盛弘电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44