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专利号: 2012104332435
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种风光直流微电网的综合协调控制方法,其特征在于:

所述风光直流微电网包括风力发电机及AC/DC/DC变换器、光伏阵列及DC/DC变换器、断路器、交直流负荷及DC/AC和DC/DC变换器、直流母线、超级电容器储能系统及双向DC/DC模块、蓄电池储能系统及双向DC/DC模块、双向AC/DC变换器、协调控制器、连接协调控制器和变换器的控制网络、连接协调控制器和大电网电力调度中心的通信网络;

将风光直流微电网的运行模式划分为两大类,即联网模式和孤岛模式,运行模式包括:

A1. 双向AC/DC变换器工作于逆变模式,且变换器的功率足够大,大电网对微电网向电网输送电能无限制,光伏阵列及风力发电机进行最大功率点跟踪控制,储能装置处于充电模式,负载全部运行,双向AC/DC通过调节并网电流的大小来控制直流母线电压;

A2. 双向AC/DC变换器工作于逆变模式,但变换器能提供的功率有限,或大电网因为负荷降低等原因需要对风光直流微电网的发电进行控制,双向AC/DC变换器以最大可能的功率向大电网输送能量,光伏阵列配合风力发电机进行定功率点跟踪控制,储能装置处于充电模式,通过调节光伏阵列和风力发电机的输出功率大小来控制直流母线电压;

A3. 双向AC/DC变换器工作于整流模式,且变换器的功率足够大,大电网对微电网用电无限制;光伏阵列及风力发电机进行最大功率点跟踪控制,负荷全运行,储能装置处于充电状态;此时直流母线的电压由双向AC/DC来控制,确保直流母线电压稳定在设定值附近;

A4. 双向AC/DC变换器工作于整流模式,但变换器能提供的功率有限,或大电网因为负荷上升等原因需要对风光直流微电网的用电进行控制,且此时镇定直流母线电压需要的功率超出了上述的限制范围,光伏阵列及风力发电机进行最大功率点跟踪控制,切除III类负荷后,调节可调节负荷,采用双向AC/DC来控制直流母线电压;

A5. 双向AC/DC变换器工作于整流模式,在A4模式下,切除III类负荷仍然不能控制直流母线电压,进入模式A5,光伏阵列及风力发电机进行最大功率点跟踪控制,双向AC/DC以最大可能的整流功率输出,调节可调节负荷,采用超级电容器配合蓄电池来控制直流母线电压;

B1. 双向AC/DC变换器工作于逆变模式时和大电网断开,风光输出功率大于负载需求,光伏阵列配合风力发电机进行定功率点跟踪控制,储能装置处于充电模式,通过调节光伏阵列和风力发电机的输出功率大小来控制直流母线电压;

B2. 双向AC/DC变换器工作于整流模式时和大电网断开,风光输出功率小于负载需求,且储能装置储存的能量充足并满足负载的功率需求。光伏阵列和风力发电机进行最大功率点跟踪控制,直流母线的电压由超级电容器配合蓄电池进行控制;

B3. 双向AC/DC变换器工作于整流模式时和大电网断开,但储能装置储存的能量已不多或输出功率不能满足负载需求,光伏阵列和风力发电机进行最大功率点跟踪控制,切除III类负荷,必要的时候切掉II负荷,确保对I类负荷的供电,直流母线的电压由超级电容器配合蓄电池进行控制;

处于联网模式即A1-A5模式运行下进行孤岛检测,若出现孤岛,切换到B1模式运行;处于孤岛模式即B1-B3模式运行下进行联网检测,若出现并网,切换到A1模式运行;

首先,对风光直流微电网进行初始化,然后判断是否联网,如果联网,进行A1模式运行,在运行过程中检测直流母线电压,如果直流母线电压过低,转入A3模式运行,在A3模式时,如果检测到直流母线电压过高,返回A1模式运行;在A1模式运行下,如果双向AC/DC变换器的功率受到限制,转入A2模式运行,不受限制时,返回到A1模式。在A3模式运行下,如果整流功率受到限制,转入A4模式运行,此模式运行下,如检测到整流功率未受到限制,返回A3模式运行。在A4模式运行下,如果检测到直流母线电压过低,转入A5模式运行,此模式运行下,如检测到直流母线电压过高,返回A4模式运行;

如果处于孤岛模式,转入B1模式运行,在此运行模式下,如果检测到直流母线电压过低,转入B2模式运行,在B2运行模式下,如果检测到直流母线电压过高,返回B1运行模式。

在B2运行模式下,如果检测到直流母线电压过低或剩余电量不多,转入B3模式运行,在B3运行模式下,如果检测到直流母线电压过高或剩余电量充足,返回B2运行模式。

2.如权利要求1所述的一种风光直流微电网的综合协调控制方法,其特征在于:各个变换器采用数字控制器进行控制,该数字控制器带有通信功能,并能通过控制网络和协调控制器交换信息。

3.如权利要求1或2所述的一种风光直流微电网的综合协调控制方法,其特征在于:

在协调控制器中,通过控制网络将结果送给各变换器的数字控制器控制器,由数字控制器控制变换器实现综合协调控制算法。