一种交直流混合微电网的控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种交直流混合微电网的控制方法及系统，该方法包括接收从当前运行模式转为预设运行模式的第一指令；依据第一指令调用与第一指令相对应的切换机制；依据切换机制将当前运行模式切换为预设运行模式。本发明专利技术适用于直流侧主发电设备的容量小于交流侧主发电设备的容量的交直流混合微电网，能够实现各个运行模式的平滑切换，提高了交直流混合微电网的安全性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交直流微电网控制
，特别是涉及一种交直流微电网的控制方法及系统。
技术介绍
随着社会发展的信息化与智能化，直流用电设备日益增多，已经形成了交流设备和直流设备大量共存的局面，在单纯的交流微电网或者直流微电网中均需要多重交直流变换来满足分布式电源和负荷的接入需求。为了降低因多重AC/DC或DC/AC变换带来的功率损耗、谐波电流及控制难度，提高系统的可靠性和经济性，也为了各式各样的可再生能源和储能设备更好地接入微电网，交直流混合微电网应运而生。通常，交直流混合微电网在直流侧包括直流侧储能设备、直流侧储能换流器和分布式光伏，其中，直流侧储能设备为直流侧主发电设备；在交流侧包括交流侧储能设备(交流侧储能换流器)和/或柴油发电机、风力发电机和分布式光伏，其中，交流侧储能设备和柴油发电机均为主发电设备；在交流侧和直流侧之间还包括主换流器。国内外对交直流混合微电网的相关研究中，所提出的主换流器和直流侧储能变流器的运行方式和控制算法，适用于直流侧配置大容量储能设备、交流侧配置小容量储能设备的应用场景，也即需要在直流侧配置容量较大的储能设备，在离网情况下能够带起整个交直流混合微电网；但在目前交直流混合微电网的实际应用中，通常是直流侧建设小容量分布式光伏，且一般配置小容量的分布式储能设备，交流侧往往配置有大容量储能设备，因此，现有技术中的主换流器和直流侧储能变流器的运行方式和控制算法也就无法很好的应用到实际场景当中了。因此，如何提供一种适用于直流侧配置小容量储能设备、交流侧配置大容量储能的应用场景的控制方法及系统是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种交直流混合微电网的控制方法，适用于直流侧主发电设备的容量小于交流侧主发电设备的容量的交直流混合微电网，能够实现各个运行模式的平滑切换，提高了交直流混合微电网的安全性能；本专利技术的另一目的是提供一种交直流混合微电网的控制系统。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种交直流混合微电网的控制方法，所述交直流混合微电网中，直流侧主发电设备的容量小于交流侧主发电设备的容量，其中，所述直流侧主发电设备包括直流侧储能电池，所述交流侧主发电设备包括交流侧储能电池和/或柴油发电机，该方法包括：接收从当前运行模式转为预设运行模式的第一指令；依据所述第一指令调用与所述第一指令相对应的切换机制；依据所述切换机制将当前运行模式切换为所述预设运行模式。优选地，当所述第一指令具体为从交直流各自离网运行转为联合离网运行的指令或者从交流并网直流离网转为联合并网的指令时，则依据所述切换机制将当前运行模式切换为所述预设运行模式的过程具体为：交直流微电网协调控制器生成直流并网指令；直流微电网控制器在获取所述直流并网指令后，控制主换流器的直流侧开关闭合，并向直流侧储能换流器下发直流恒压转直流电压下垂运行指令；所述交直流微电网协调控制器向所述主换流器下发直流侧恒压启动指令，使得所述主换流器控制直流母线电压恒压；所述直流微电网控制器向所述直流侧储能换流器下发直流电压下垂转恒功率运行指令。优选地，当所述第一指令具体为从联合离网运行转为交直流各自离网运行的指令时，则依据所述切换机制将当前运行模式切换为所述预设运行模式的过程具体为：交直流微电网协调控制器根据控制直流母线电压恒压的主换流器的功率值生成调整主换流器的交换功率的第二指令；直流微电网控制器依据所述第二指令将所述主换流器的交换功率调整至切换允许交换功率范围内；所述直流微电网控制器向直流侧储能换流器下发由恒功率运行转为直流电压下垂运行指令；所述交直流微电网协调控制器控制所述主换流器停机；所述直流微电网控制器控制所述主换流器的直流侧开关断开；所述直流微电网控制器向所述直流侧储能换流器下发由直流电压下垂转恒压运行指令。优选地，当所述交流侧主发电设备包括交流侧储能电池和柴油发电机且所述第一指令具体为从联合并网运行转为联合离网运行的指令时，则依据所述切换机制将当前运行模式切换为所述预设运行模式的过程具体为：交直流微电网协调控制器调节并网点的功率至切换允许功率范围内；所述交直流微电网协调控制器根据主换流器的功率值、所述并网点的功率值以及所述交流侧储能电池的荷电状态生成采用所述交流侧储能换流器或柴油发电机建立交流母线电压的第三指令；交流微电网控制器依据所述第三指令相对应地控制所述交流侧储能换流器或者所述柴油发电机至下垂运行方式；所述交流微电网控制器控制所述并网点的开关断开；所述交流微电网控制器依据所述第三指令相对应地控制所述交流侧储能换流器或者所述柴油发电机由下垂运行模式转为恒压恒频运行模式。优选地，当所述交流侧主发电设备包括交流侧储能电池和柴油发电机且所述第一指令具体为从联合离网运行转为联合并网运行的指令或者从交直流各自离网转为交流并网直流离网的指令时，则依据所述切换机制将当前运行模式切换为所述预设运行模式的过程具体均为：交直流微电网协调控制器生成交流并网指令；交流微电网控制器在获取所述交流并网指令后，控制交流侧储能换流器或者所述柴油发电机下发恒压恒频转下垂运行指令；所述交流微电网控制器当并网点的开关两侧的电压幅值差满足第一预设条件且所述并网点的开关两侧的相位差满足第二预设条件时，控制所述并网点的开关闭合；所述交流微电网控制器向所述交流侧储能换流器下发下垂运行转恒功率运行指令，同时下发柴油发电机停机指令。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种交直流混合微电网的控制系统，所述交直流混合微电网中，直流侧主发电设备的容量小于交流侧主发电设备的容量，其中，所述直流侧主发电设备包括直流侧储能电池，所述交流侧主发电设备包括交流侧储能电池和/或柴油发电机，该系统包括指令接收单元和执行系统，能量管理系统包括指令接收系统和调用系统，其中：所述指令接收系统，用于接收从当前运行模式转为预设运行模式的第一指令；所述调用系统，用于依据所述第一指令调用与所述第一指令相对应的切换机制；执行系统，用于依据所述切换机制将当前运行模式切换为所述预设运行模式。优选地，当所述第一指令具体为从交直流各自离网运行转为联合离网运行的指令或者从交流并网直流离网转为联合并网的指令时，则所述执行系统具体包括交直流微电网协调控制器和直流微电网控制器，其中：所述交直流微电网协调控制器，用于生成直流并网指令；向主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交直流混合微电网的控制方法，所述交直流混合微电网中，直流侧主发电设备的容量小于交流侧主发电设备的容量，其中，所述直流侧主发电设备包括直流侧储能电池，所述交流侧主发电设备包括交流侧储能电池和/或柴油发电机，其特征在于，该方法包括：接收从当前运行模式转为预设运行模式的第一指令；依据所述第一指令调用与所述第一指令相对应的切换机制；依据所述切换机制将当前运行模式切换为所述预设运行模式。

【技术特征摘要】
1.一种交直流混合微电网的控制方法，所述交直流混合微电网中，直流
侧主发电设备的容量小于交流侧主发电设备的容量，其中，所述直流侧主发电
设备包括直流侧储能电池，所述交流侧主发电设备包括交流侧储能电池和/或
柴油发电机，其特征在于，该方法包括：
接收从当前运行模式转为预设运行模式的第一指令；
依据所述第一指令调用与所述第一指令相对应的切换机制；
依据所述切换机制将当前运行模式切换为所述预设运行模式。
2.如权利要求1所述的交直流混合微电网的控制方法，其特征在于，当
所述第一指令具体为从交直流各自离网运行转为联合离网运行的指令或者从
交流并网直流离网转为联合并网的指令时，则依据所述切换机制将当前运行模
式切换为所述预设运行模式的过程具体为：
交直流微电网协调控制器生成直流并网指令；
直流微电网控制器在获取所述直流并网指令后，控制主换流器的直流侧开
关闭合，并向直流侧储能换流器下发直流恒压转直流电压下垂运行指令；
所述交直流微电网协调控制器向所述主换流器下发直流侧恒压启动指令，
使得所述主换流器控制直流母线电压恒压；
所述直流微电网控制器向所述直流侧储能换流器下发直流电压下垂转恒
功率运行指令。
3.如权利要求1所述的交直流混合微电网的控制方法，其特征在于，当
所述第一指令具体为从联合离网运行转为交直流各自离网运行的指令时，则依
据所述切换机制将当前运行模式切换为所述预设运行模式的过程具体为：
交直流微电网协调控制器根据控制直流母线电压恒压的主换流器的功率
值生成调整主换流器的交换功率的第二指令；
直流微电网控制器依据所述第二指令将所述主换流器的交换功率调整至
切换允许交换功率范围内；
所述直流微电网控制器向直流侧储能换流器下发由恒功率运行转为直流
电压下垂运行指令；
所述交直流微电网协调控制器控制所述主换流器停机；
所述直流微电网控制器控制所述主换流器的直流侧开关断开；
所述直流微电网控制器向所述直流侧储能换流器下发由直流电压下垂转
恒压运行指令。
4.如权利要求1所述的交直流混合微电网的控制方法，其特征在于，当
所述交流侧主发电设备包括交流侧储能电池和柴油发电机且所述第一指令具
体为从联合并网运行转为联合离网运行的指令时，则依据所述切换机制将当前
运行模式切换为所述预设运行模式的过程具体为：
交直流微电网协调控制器调节并网点的功率至切换允许功率范围内；
所述交直流微电网协调控制器根据主换流器的功率值、所述并网点的功率
值以及所述交流侧储能电池的荷电状态生成采用所述交流侧储能换流器或柴
油发电机建立交流母线电压的第三指令；
交流微电网控制器依据所述第三指令相对应地控制所述交流侧储能换流
器或者所述柴油发电机至下垂运行方式；
所述交流微电网控制器控制所述并网点的开关断开；
所述交流微电网控制器依据所述第三指令相对应地控制所述交流侧储能
换流器或者所述柴油发电机由下垂运行模式转为恒压恒频运行模式。
5.如权利要求1所述的交直流混合微电网的控制方法，其特征在于，当
所述交流侧主发电设备包括交流侧储能电池和柴油发电机且所述第一指令具
体为从联合离网运行转为联合并网运行的指令或者从交直流各自离网转为交
流并网直流离网的指令时，则依据所述切换机制将当前运行模式切换为所述预
设运行模式的过程具体均为：
交直流微电网协调控制器生成交流并网指令；
交流微电网控制器在获取所述交流并网指令后，控制交流侧储能换流器或
者所述柴油发电机下发恒压恒频转下垂运行指令；
所述交流微电网控制器当并网点的开关两侧的电压幅值差满足第一预设
条件且所述并网点的开关两侧的相位差满足第二预设条件时，控制所述并网点
的开关闭合；
所述交流微电网控制器向所述交流侧储能换流器下发下垂运行转恒功率
运行指令，同时下发柴...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈安伟，李继红，赵波，吉小鹏，张雪松，乔峰，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33