1.一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：搭建风力发电系统模型，使其通过PWM整流器接入直流微电网；

步骤2：结合PWM整流器的特点，控制PWM整流器网侧输入电压的开关状态，将PWM整流器的三个桥臂输入电压矢量分为多种开关状态；

步骤3：通过直接功率控制策略，控制PWM整流器的瞬时有功功率、无功功率；

步骤4：采用低通滤波器对超级电容和蓄电池所承担的功率进行分配，计算蓄电池与超级电容各自的SOC与端电压，设计储能装置的分区限值管理策略；

步骤5：当直流微电网内风力发电系统输出功率小于负荷所需功率时，双向DC/DC变换器运行在Boost工作模式，此时储能装置放电；

当直流微电网内风力发电系统输出功率大于负荷所需功率时、双向DC/DC变换器运行在Buck工作模式，此时将风力发电系统中盈余的功率提供给储能装置进行充电。

2.根据权利要求1所述一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法，其特征在于：所述步骤1中，PWM整流器具有三组桥臂，对三组桥臂均加上频率和幅值相等、相位互差120°的正弦波作为调制信号，每一个桥臂都有导通和关断两种开关状态，即某个桥臂处于导通状态则代表该桥臂的上桥臂导通、下桥臂关断，某个桥臂处于关断状态则反之，采用开关函数Sj(j＝a,b,c)来描述桥臂的通断状态，即：风力发电机等效模型的定子电压和电磁转矩方程分别如式(2)和式(3)所示：式中：ud、id、Ld分别代表定子电压直轴分量、定子电流直轴分量和定子绕组直轴电感；

uq、iq和Lq分别表示定子电压交轴分量、定子电流交轴分量和定子绕组交轴电感；Rs和ψf分别为定子电阻和转子永磁体磁链；ωe为发电机转子角频率；Te为电磁转矩；pn为极对数。

3.根据权利要求1所述一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法，其特征在于：所述步骤2中，当PWM整流器处于正常工作状态时，每一个桥臂的上、下桥臂一个处于导通状态、另一个处于关断状态；三个桥臂共有8种开关组合工作状态，其中，000和111分别表示三个桥臂的所有下桥臂导通和所有上桥臂导通，这两种开关状态下整流器交流侧电压矢量的幅值为零；

PWM整流器的三个桥臂输入电压矢量ur共有8种开关状态，即：V0(000)、V1(100)、V2(110)、V3(010)、V4(011)、V5(001)、V6(101)、V7(111)，输入电压有如下形式：式中，Udc为直流母线电压，j表示选择的桥臂，Su、Sv、Sw分别表示三相整流电路的桥臂开关状态。

4.根据权利要求3所述一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法，其特征在于：所述步骤2中，PWM整流器的输入电压是以2/3Udc为半径旋转的矢量圆，通过三相/两相坐标变换，可以将电压矢量分解为两相静止坐标系下的矢量uα和uβ，从而判断出电压矢量所属的扇区，根据电压矢量图画出扇区。

5.根据权利要求3所述一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法，其特征在于：所述步骤3中，直接功率控制策略是指在交流电压稳定的前提下，通过控制PWM整流器的瞬时有功和无功功率，以达到控制瞬时电流的目的；

PWM整流器的数学模型为：

式中，u为发电机侧电压矢量、i为发电机侧电流矢量，ur为整流器网侧电压矢量；R、L分别为滤波电路的电阻和电抗；

模型预测算法如下：

jωt

由于u＝|u|e ，故电网电压的变化率表示为：

jωt

式中，ω表示系统的角频率、e 是电源电压u通过欧拉式表达的相量形式、j的含义同上计算复功率S如式(7)所示：

*

S＝p+jq＝1.5(iu)      (7)

*

其中，i 代表相量i的共轭，p、q分别表示复功率S的实部和虚部，即有功功率和无功功率；

结合式(5)、式(6)和式(7),对复功率S的变化量进行分解，得到复功率S的变化量为：*

其中，ur是整流侧输入电压ur的共轭；

将复功率S的实部和虚部分解可得：

* * *

式中，Re(uru)、Im(uru)分别表示ur与电源电压u相量乘积的实部、虚部；

其中，式(9)为计算有功和无功功率偏差提供了依据，从而计算出下一控制周期有功和无功功率的预测值，如式(10)和式(11)所示:式中，tsp表示控制周期；

k+1 k+1

p 与q 分别表示k+1时刻的有功功率与无功功率；

k k k

p与q分别表示k时刻的有功功率与无功功率；u 、 分别表示k时刻的电源电压和整流侧输入电压；

表示k时刻整流侧输入电压的共轭复数； 与

分别表示k时刻整流侧输入电压的共轭复数与电源电压乘积的实部和虚部；

通过通过直接控制功率，选择出最适合的电压矢量，使得计算出的功率尽可能接近功率给定值，从而达到代价函数g最小的目标；

式中，Pref、Qref分别表示给定的有功和无功功率。

6.根据权利要求3所述一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法，其特征在于：所述步骤4中，蓄电池端电压Ubat与荷电状态SOC的表达式为：Ubat＝E‑Rbibat      (13)

式中，E是电压源，Rb是恒定内阻，Ubat是蓄电池端电压，ibat表示蓄电池的电流；

式中，Erest、Erated分别表示蓄电池的额定容量和剩余容量；

超级电容经典RC模型等效电路的电路方程为：

式中，C与Rs分别表示超级电容经典模型中的理想电容和等效串联内阻，isc为超级电容器工作电流；usc为超级电容的端电压；

超级电容的SOC数学表达式为：

式中，QN为超级电容总电荷存储量；Qt为超级电容在t时刻存储的电荷量；umax、umin分别为超级电容的最大、最小工作电压；u0为超级电容的初始电压值。

7.根据权利要求6所述一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法，其特征在于：所述步骤4中，蓄电池与超级电容所承担的功率分配，通过低通滤波器来实现，根据蓄电池与超级电容各自的特性，由蓄电池承担功率变化低频的部分，超级电容承担高频功率波动，低通滤波器的传递函数为：式中，T为滤波器时间常数；s为微分算子；

将s＝jω代入式(17)，得到低通滤波器的传递函数和幅频特性函数分别如式(18)和式(19)所示：系统运行状态下混合储能装置所承担的功率为：

Phess＝Pbat+Psc＝Pload‑Pwt   (20)其中，Phess表示混合储能装置承担的功率，Pbat表示蓄电池所承担的功率，Psc表示超级电容承担的功率，Pload表示负荷所需功率，Pwt表示风机所发功率；

将混合储能装置承担的功率Phess经过低通滤波器后得到平滑的部分，作为蓄电池承担的参考功率:式(21)中，滤波时间常数T可根据蓄电池需要平抑功率波动的频带确定，混合储能装置承担功率Phess中的剩余波动部分由超级电容承担：

8.根据权利要求6所述一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法，其特征在于：所述步骤4中，储能装置的分区限值管理策略即为:当蓄电池的SOC或超级电容的端电压Usc低于其最小限值SOCmin或Usc_min时，禁止蓄电池或超级电容放电，只允许蓄电池或超级电容充电；当蓄电池的SOC或超级电容的端电压Usc高于其最大限值SOCmax或Usc_max时，禁止储能装置充电，只允许储能装置放电。

9.根据权利要求1所述一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法，其特征在于：所述步骤5中，为了实现双向流动储能侧与直流母线侧的功率，首先将储能实际工作电流i与参考电流iref的误差送入PI控制器，再通过对PI控制器的输出进行限幅以保护开关管，当直流母线侧有功率盈余时，即风力发电系统输出功率Pwt大于负载需求功率Pload时，通过储能存储电能的方式平抑系统中的功率波动，双向DC/DC变换器采用Buck模式进行工作，此时T1管导通，T2管处于关断状态，通过对T1管的占空比进行控制使得直流母线侧的能量流向储能侧，达到系统给储能充电的目的；

Buck模式下的储能装置的端电压为：

式中，U0和Udc分别为储能的端电压和直流母线侧电压；ton和toff分别为T1管处于导通和关断状态的时间；

当微电网中出现功率缺额时，即风力发电系统输出功率Pwt小于负载需求功率Pload时，此时需通过储能释放电能的方式为系统提供功率补偿，双向DC/DC变换器采用Boost模式进行工作；此时T2管导通，T1管处于关断状态，通过对T2管的占空比进行控制，使得储能侧的能量流向直流母线侧，达到储能放电给系统提供功率补偿的目的；

Boost模式下直流母线电压为：