技术详细介绍
本发明涉及微电网技术,特别是涉及一种直流微电网储能优化及协调控制方法的技术。依目前情况来看,在微网中建立直流传输线,连接个微电源及储能系统而形成直流微网,有利于各微电源间的优势互补与协调控制,且直流系统不存在相位同步,谐波和无功功率损耗等方面的问题,因此近年来直流微电网逐渐得到了人们的重视。分布式微源具有发电间歇性,不可预测性和波动性,这可能导致系统功率供需失衡,进而影响微网稳定运行。因此,储能系统(ESS)作为能量缓冲对微电网的稳定运行至关重要。储能系统控制方法通常包括电池管理系统(BMS,battery management system)和功率变换系统(PCS,power converter system)两部分,其中BMS作用是平衡各储能单元(ESUs,energy storage units)中的电池组的荷电状态(SOC,state of charge)并控制其输出电压,且每个BMS只负责控制一个ESUs,因此不能实现不同ESUs间SOC的平衡,而PCS主要控制输出电压和电流,同时完成不同ESUs间的功率分配,从而实现ESUs间SOC的平衡。因此,需要BMS和PCS协调控制,以确保储能系统安全可靠供电并防止某一ESUs的过充过放。 直流微电网中通常采用简单易实现的扰动观察法来实现微电源最大功率跟踪控制,并采用下垂控制法来控制光伏系统中各个光伏发电单元。但是常规的扰动观察法在光伏阵列输出特性曲线的最大功率点附近会造成振荡,且选择扰动的步长较为困难,而传统的下垂控制方法中,由于输出电缆压降的影响,各光伏发电单元的端电压略有不同,这会影响各光伏发电单元功率的准确分配。而且在直流微电网中目前所采用的储能系统控制方法则存在着各储能单元的SOC平衡速度慢,及不同储能单元间的SOC稳态偏差大的缺陷。 针对上述现有技术中存在的缺陷,本发明所要解决的技术问题是提供一种能克服最大功率点处的振荡,准确分配各光伏发电单元的发电功率,且储能单元的SOC平衡速度快,不同储能单元间的SOC稳态偏差小的直流微电网储能优化及协调控制方法。本发明涉及微电网技术领域,所解决的是对直流微电网进行协调控制的技术问题。该方法采用改进的扰动观察法控制光伏系统发电功率,或离网运行且储能故障时采用改进的下垂控制法控制光伏系统中的各个光伏发电单元端电压;采用下垂控制法控制储能系统充放电时的功率平衡;并将直流微电网中的各个分布式微电源视为恒功率源,将不同的储能单元之间的SOC差值作为模糊控制器的输入,采用模糊控制法来调整储能系统中的各储能单元的下垂控制器的虚拟阻抗值。本发明提供的方法,适用于直流微电网。
本发明涉及微电网技术,特别是涉及一种直流微电网储能优化及协调控制方法的技术。依目前情况来看,在微网中建立直流传输线,连接个微电源及储能系统而形成直流微网,有利于各微电源间的优势互补与协调控制,且直流系统不存在相位同步,谐波和无功功率损耗等方面的问题,因此近年来直流微电网逐渐得到了人们的重视。分布式微源具有发电间歇性,不可预测性和波动性,这可能导致系统功率供需失衡,进而影响微网稳定运行。因此,储能系统(ESS)作为能量缓冲对微电网的稳定运行至关重要。储能系统控制方法通常包括电池管理系统(BMS,battery management system)和功率变换系统(PCS,power converter system)两部分,其中BMS作用是平衡各储能单元(ESUs,energy storage units)中的电池组的荷电状态(SOC,state of charge)并控制其输出电压,且每个BMS只负责控制一个ESUs,因此不能实现不同ESUs间SOC的平衡,而PCS主要控制输出电压和电流,同时完成不同ESUs间的功率分配,从而实现ESUs间SOC的平衡。因此,需要BMS和PCS协调控制,以确保储能系统安全可靠供电并防止某一ESUs的过充过放。 直流微电网中通常采用简单易实现的扰动观察法来实现微电源最大功率跟踪控制,并采用下垂控制法来控制光伏系统中各个光伏发电单元。但是常规的扰动观察法在光伏阵列输出特性曲线的最大功率点附近会造成振荡,且选择扰动的步长较为困难,而传统的下垂控制方法中,由于输出电缆压降的影响,各光伏发电单元的端电压略有不同,这会影响各光伏发电单元功率的准确分配。而且在直流微电网中目前所采用的储能系统控制方法则存在着各储能单元的SOC平衡速度慢,及不同储能单元间的SOC稳态偏差大的缺陷。 针对上述现有技术中存在的缺陷,本发明所要解决的技术问题是提供一种能克服最大功率点处的振荡,准确分配各光伏发电单元的发电功率,且储能单元的SOC平衡速度快,不同储能单元间的SOC稳态偏差小的直流微电网储能优化及协调控制方法。本发明涉及微电网技术领域,所解决的是对直流微电网进行协调控制的技术问题。该方法采用改进的扰动观察法控制光伏系统发电功率,或离网运行且储能故障时采用改进的下垂控制法控制光伏系统中的各个光伏发电单元端电压;采用下垂控制法控制储能系统充放电时的功率平衡;并将直流微电网中的各个分布式微电源视为恒功率源,将不同的储能单元之间的SOC差值作为模糊控制器的输入,采用模糊控制法来调整储能系统中的各储能单元的下垂控制器的虚拟阻抗值。本发明提供的方法,适用于直流微电网。