一种孤立光伏直流微电网的网源协调功率控制方法技术

本发明专利技术公开了一种孤立光伏直流微电网的网源协调功率控制方法，通过利用各端变流器和系统内多电源的调节潜力，实现网源协调控制。蓄电池侧采用定直流电压控制，通过其充放电补偿所述光伏直流微电网的功率缺额，当所述光伏直流微电网的直流电压波动|ΔUdc|≥0.02pu时，蓄电池侧切换到直流电压-有功功率下垂控制，控制微电网的运行。当负荷过大导致蓄电池的SOC≤40%或者IB≥IB_max时，负载侧换流站L-VSC由定功率控制切换到有功功率-直流电压的下垂控制，通过改变负荷特性，防止直流电压跌落。当负荷过小导致蓄电池的SOC≥80%，所述光伏发电系统由最大功率跟踪模式切换到下垂控制模式保证系统功率平衡，避免直流网络功率过剩，增强系统对有功扰动的承受能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种网源协调功率控制方法，尤其是一种孤立光伏直流微电网的网源协调功率控制方法，属于电力控制技术。
技术介绍
在环境污染和能源危机的双重压力下，太阳能发电技术已经成为电力电子行业的研究热点。在电力电子技术和储能技术的推动下，直流微电网将得到快速发展。直流微电网以其便于控制、可靠性高、损耗小等优点将成为偏远山村和未来家庭的主要供电结构。光伏直流微电网可以隔离各端电网间的相互影响，有利于系统接纳具有间歇性、随机性的新能源，然而系统受到扰动等功率不平衡的情况下，多端换流站间则需要通过协调控制，分担直流网络的不平衡功率，增强系统运行可靠性。离网运行时光伏直流微电网受到扰动后，因缺乏上层电网的功率支持，所以更需要微电网内部各端换流站充分发挥出多端功率可控的优势，并可根据装机比重较高的光伏电源的发电特性，进一步发掘光伏发电功率可调节的潜力，进而在多换流站以及多电源共同参与功率调节下，有效提高直流微电网的安全运行能力。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种孤立光伏直流微电网的网源协调功率控制方法。本专利技术采用下述技术方案：一种孤立光伏直流微电网的网源协调功率控制方法，包括以下步骤：当交流主网退出运行使所述光伏直流微电网处于离网模式时，蓄电池采用定直流电压控制，通过充放电补偿所述光伏直流微电网的功率缺额；当所述光伏直流微电网的直流电压波动|ΔUdc|≥0.02pu时，所述蓄电池切换到直流电压下垂控制，控制光伏直流微电网的运行，其下垂特性Udc_B-Idc_B为Udc_B=Udc_B*-kBIdc_B---(1)]]>其中：kB为蓄电池侧DC/DC换流站采用的下垂系数，kB＝0.02/Idc_max，Idc_max为直流母线侧电流变化的最大值，U*dc_B和Udc_B分别为直流母线侧电压的参考值和实际值，Idc_B为直流母线侧电流值。所述的孤立光伏直流微电网的网源协调功率控制方法还包括负载侧换流站L-VSC功率控制模式切换步骤：当蓄电池的SOC≤40％或者IB≥IB_max时，IB和IB_max分别表示蓄电池充放电电流的实际值和最大值，负载侧换流站L-VSC由定功率控制切换到有功功率-直流电压的下垂控制，其下垂特性Pdc_L-Udc_L为：Pdc_L=Pdc_L*-kL·(Udc_L-Udc_L*)---(2)]]>其中，kL为负载侧换流站L-VSC的下垂系数，U*dc_L为负载端直流电压Udc_L的参考值。P*dc_L为负载端有功功率Pdc_L的参考值；所述负载侧换流站L-VSC的下垂系数kL为：kL＝0.05/PL_max(3)其中，PL_max为负载侧的最大功率调节量。所述的孤立光伏直流微电网的网源协调功率控制方法，还包括光伏发电系统的功率控制模式切换步骤：当蓄电池的SOC≥80％，所述光伏发电系统便由最大功率跟踪模式切换到下垂控制模式，其下垂特性Pdc_PV-Udc_PV为：Pdc_PV=Pdc_PV*-kPV·(Udc_PV-Udc_PV*)---(4)]]>其中，kPV为所述光伏发电系统的下垂系数，U*dc_PV为光伏端直流电压Udc_PV的参考值。P*dc_PV为负载端有功功率Pdc_PV的参考值；所述光伏发电系统的下垂系数kPV为：kPV＝0.1/PPV_max(5)其中，PPV_max为光伏端的最大功率调节量。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术在离网下的微电网出现功率扰动时，协调多端直流系统在保证各端电网电能质量的同时，共同参与功率调节。通过利用各端变流器和系统内多电源的调节潜力，实现网源协调控制，最大限度保证各工况下微网内部的功率平衡和直流母线电压的稳定，增强系统对有功扰动的承受能力。2、本专利技术根据直流电压波动，通过储能装置释放能量、负荷侧换流站改变功率需求和光伏系统的下垂控制，使系统无需与换流站通信，为直流电网提供快速的有功支持，增加了系统承受不平衡功率的能力，提高了系统运行稳定性。3、本专利技术充分考虑各端换流站的功率裕量和各电源的安全寿命，采用直流电压下垂控制保证微电网安全运行的同时应检测自身SOC和电流的大小，防止蓄电池过度充放电，延长其使用寿命，还通过启动负荷侧换流站和光伏电源的协调控制，最大限度利用光伏发电功率，并确保直流微电网的功率平衡。附图说明图1是本专利技术的流程图；图2是本专利技术的蓄电池侧定直流电压控制流程图；图3是本专利技术的蓄电池侧直流电压下垂控制流程图；图4是本专利技术的负荷侧定有功功率控制流程图；图5是本专利技术的负荷侧有功功率-直流电压下垂控制流程图；图6是本专利技术的光伏系统的最大功率跟踪控制流程图；图7是本专利技术的光伏系统的有功功率-直流电压下垂控制流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1：如图1-图3所示，一种孤立光伏直流微电网的网源协调功率控制方法，包括以下步骤：当交流主网退出运行使所述光伏直流微电网处于离网模式时，蓄电池采用定直流电压控制，通过充放电补偿所述光伏直流微电网的功率缺额；当所述光伏直流微电网的直流电压波动|ΔUdc|≥0.02pu时，所述蓄电池切换到直流电压下垂控制，控制光伏直流微电网的运行，其下垂特性Udc_B-Idc_B为Udc_B=Udc_B*-kBIdc_B---(1)]]>其中：kB为蓄电池侧DC/DC换流站采用的下垂系数，kB＝0.02/Idc_max，Idc_max为直流母线侧电流变化的最大值，U*dc_B和Udc_B分别为直流母线侧电压的参考值和实际值，Idc_B为直流母线侧电流值。当光伏微电网系统主网退出运行时，此时并网换流器失去对直流电压的控制作用。当所述光伏直流微电网的直流电压波动|ΔUdc|≥0.02pu时，蓄电池便由自由充放电模式切换到电压下垂控制，如图1所示，稳定直流电压，维持微网内的功率平衡。实施例2：如图1和图4-图5所示，本实施例与实施例1的区别，在于所述的孤立光伏直流微电网的网源协调功率控制方法还包括负载侧换流站L-VSC功率控制模式切换步骤：当蓄电池的SOC≤40％或者IB≥IB_max时，IB和IB_max分别表示蓄电池充放电电流的实际值和最大值，负载侧换流站L-VSC由定功率控制切换到有功功率-直流电压的下垂控制，其下垂特性Pdc_L-Udc_L为：Pdc_L=Pdc_L*-kL·(Udc_本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种孤立光伏直流微电网的网源协调功率控制方法，其特征在于：包括以下步骤：当交流主网退出运行使所述光伏直流微电网处于离网模式时，蓄电池采用定直流电压控制，通过充放电补偿所述光伏直流微电网的功率缺额；当所述光伏直流微电网的直流电压波动|ΔUdc|≥0.02pu时，所述蓄电池切换到直流电压下垂控制，控制光伏直流微电网的运行，其下垂特性Udc_B‑Idc_B为Udc_B=Udc_B*-kBIdc_B---(1)]]>其中：kB为蓄电池侧DC/DC换流站采用的下垂系数，kB＝0.02/Idc_max，Idc_max为直流母线侧电流变化的最大值，U*dc_B和Udc_B分别为直流母线侧电压的参考值和实际值，Idc_B为直流母线侧电流值。

【技术特征摘要】
1.一种孤立光伏直流微电网的网源协调功率控制方法，其特征在于：包括
以下步骤：
当交流主网退出运行使所述光伏直流微电网处于离网模式时，蓄电池采用
定直流电压控制，通过充放电补偿所述光伏直流微电网的功率缺额；当所述光
伏直流微电网的直流电压波动|ΔUdc|≥0.02pu时，所述蓄电池切换到直流电压下
垂控制，控制光伏直流微电网的运行，其下垂特性Udc_B-Idc_B为
Udc_B=Udc_B*-kBIdc_B---(1)]]>其中：kB为蓄电池侧DC/DC换流站采用的下垂系数，kB＝0.02/Idc_max，Idc_max为直流母线侧电流变化的最大值，U*dc_B和Udc_B分别为直流母线侧电压的参考
值和实际值，Idc_B为直流母线侧电流值。
2.根据权利要求1所述的孤立光伏直流微电网的网源协调功率控制方法，
其特征在于：还包括负载侧换流站L-VSC功率控制模式切换步骤：
当蓄电池的SOC≤40％或者IB≥IB_max时，IB和IB_max分别表示蓄电池充放电
电流的实际值和最大值，负载侧换流站L-VSC由定功率控制切换到有功功率-
直流电压的下垂控制，其下垂特性Pdc_L-Udc_L为：
Pd...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立滨，王东方，张海宁，李春来，贾昆，张节潭，杨军，李正曦，黑阳，张敏，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网青海省电力公司，国网青海省电力公司电力科学研究院，华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：北京;11