基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法，所述基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法包括如下步骤：一、采集微网实时运行数据，建立微网分布式能源和负荷的预测功率曲线；二、计算当前调度周期内分布式能源输出功率均值和负载需求功率均值，以获得微网储能荷电状态预期值；三、划分微网运行状态类型，四、根据微网运行状态类型，电力电子变压器控制交直流微网的功率流向与大小。本发明专利技术的有益效果是：所示基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法能实现分布式能源的最大消纳，提高储能电池的使用寿命，及减少微网对配网的功率回馈次数及回馈时产生的功率损耗。

Coordinated control method of AC / DC microgrid based on power electronic transformer

The present invention provides a coordinated control method of AC and DC micronet based on electric power transformer. The AC and DC micro network coordination control method based on power electronic transformer includes the following steps: first, collect the real-time running data of micronet, establish the distributed energy and load forecast power curve of the micro network; two. The mean value of the distributed energy output power and the load demand power mean the expected value of the micro network energy storage state in the scheduling cycle. Three, divide the type of micronet running state, four, according to the type of micronetwork running state, power electronic transformer controls the power flow direction and size of the AC and DC micronetwork. The beneficial effect of the invention is that the AC / DC micro network coordinated control method based on power electronic transformer can achieve maximum dissipation of distributed energy, improve the service life of the energy storage battery, and reduce the power feedback times of the microgrid to the distribution network and the power loss produced when feedback.

【技术实现步骤摘要】
基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法
本专利技术属于变压器
，具体地涉及一种基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法。
技术介绍
大规模分布式能源(DistributedEnergyResources，DER)利用，对保护环境、调整能源结构和边远地区用电有重大意义。DER受时间和空间因素的影响功率波动大，储能技术是对这种间歇式波动的有效平滑措施。以源、荷、储三者相互协调组成的微网，是对电网稳定运行的有力支撑。现有微网主要以交流为主，随着光伏、储能以及电动汽车等直流电源和负荷的快速发展和广泛应用，采用在数据中心供电、船用电力系统等领域应用的直流配电形式，逐步向配电网扩展。直流微网有很诸多优点，如：电能转换效率高、供电可靠性好、经济性好等。可以预见，在今后一段时间中，直流微网将作为有效补充和交流微网长期并存。电力电子变压器具备与变压、隔离、功率双向传输等功能，可以连接主网与微网，实现功率的准确协调和可靠传输。现有对微网运行状态的界定，只从分布式能源出力和负荷角度出发，未能考虑储能对微网状态的影响，因此微网状态受到分布式能源出力和负荷波动影响大，运行状态变化频繁。现有电力电子变压器对交直流微网的功率控制中，交流微网、直流微网间功率不能互相传输，且控制量复杂，目标不明确。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷或问题，提供一种基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法。本专利技术的技术方案如下：一种基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法包括如下步骤：一、采集微网实时运行数据，建立微网分布式能源和负荷的预测功率曲线；二、计算当前调度周期内分布式能源输出功率均值和负载需求功率均值，以获得微网储能荷电状态预期值；三、划分微网运行状态类型，四、根据微网运行状态类型，电力电子变压器控制交直流微网的功率流向与大小。优选地，在步骤二中，计算所述储能荷电状态预期值具体包括如下步骤：2.1、计算分布式能源占最大功率出力比K1：Pder-av为分布式能源平均输出功率，Pder-max为分布式能源最大功率；2.2、计算功率供给缺欠率K2：Pload-av为分布式负载平均输出功率，Pload-max为分布式负载最大功率；2.3、计算储能荷电状态预期值Ksoc：Ksoc＝0.2+0.3×(K1+K2+1)。优选地，在步骤三中，微网的运行状态类型包括电源型微网和负载型微网。优选地，设定K3为储能电池荷电状态当前值，则微网类型划分方法包括：其中，Pse-max为储能电池所能吸收或输出功率最大值。优选地，在步骤四中包括如下情况：如果第一微网和第二微网均为电源型微网，则电力电子变压器控制微网向主网回馈功率；如果第一微网和第二微网均为负载型微网，则电力电子变压器控制主网根据各微网运行状态分配功率；如果第一微网为负载型微网，第二微网为电源型微网，则电力电子变压器控制所述第二微网在满足自身稳定运行的条件下，将多余的功率传输至所述第一微网；如果第一微网为电源型微网，第二微网为负载型微网，则电力电子变压器控制所述第一微网在满足自身稳定运行的条件下，将多余的功率传输至所述第二微网。本专利技术提供的技术方案具有如下有益效果：1、所述基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法提出的储能荷电状态预期值可以应对未来出力波动及负荷变化，保持微网运行状态在一定时间内不变；所述的微网划分类型可以有效减少微网上传至上级调度中心的数据，缓解通信压力；所述电力电子变压器对交直流微网的功率协调，可以控制不同类型微网间功率交换，以实现在输出端并网点处，两个微网状态类型整体对外仍可以表现为负载状态；2、所述基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法能实现分布式能源的最大消纳，提高储能电池的使用寿命，及减少微网对配网的功率回馈次数及回馈时产生的功率损耗；3、所述基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法能够应对微网内未来分布式出力和负荷波动：储能荷电状态预期值的设置，会根据分布式能源出力与负荷变化，及时的调整储能荷电状态，留有足够的备用容量；4、所述基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法通过电力电子变压器控制量信息减少，控制目标明确：划分微网运行类型，有效减少微网与电力电子变压器间冗杂的传输信息，缓解通信压力，通过判断微网处于电源型或负载型状态，控制微网间功率协调。5、所述基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法中交流微网和直流微网间功率交换，实现分布式能源的最大消纳，提高储能电池的使用寿命，及减少微网对配网的功率回馈次数及回馈时产生的功率损耗。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法的协调控制通信示意图；图2是图1所示基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法中步骤四的情况3条件下的具体协调控制通信示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。除非上下文另有特定清楚的描述，本专利技术中的元件和组件，数量既可以单个的形式存在，也可以多个的形式存在，本专利技术并不对此进行限定。本专利技术中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。如图1所示，一种基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法，包括以下步骤：一、采集微网实时运行数据，建立微网分布式能源和负荷的预测功率曲线。采集微网实时运行数据及天气情况；微网实时运行数据为分布式能源实时出力，实时负荷及储能荷电状态值。而且，以当前时间为起点，收集近3-5年内微网运行数据，利用指数平滑算法获得分布式能源出力和负荷的一般曲线。根据未来一天天气变化曲线和用户需求计划曲线，对一般曲线进行对比、修正，建立微网分布式能源出力及负荷预测功率曲线。二、计算当前调度周期内分布式能源输出功率均值和负载需求功率均值，以获得微网储能荷电状态预期值。具体地，调度周期指：根据微网运行需求，选择合适的周期间隔时间Δt，将一天分为N个调度周期：分布式能源出力均值和负载需求功率均值计算如下：在步骤二中，计算所述储能荷电状态预期值具体包括如下步骤：2.1、计算分布式能源占最大功率的出力比K1：其中，Pder-av为分布式能源平均输出功率，Pder-max为分布式能源最大功率；2.2、计算功率供给缺欠率K2，其定义为系统在当前调度周期内功率供给的缺欠量与当前调度周期负载功率需求量的比值，当微网内分布式能源出力大于负载所需功率时，K2＝0；相反，由下式定义：其中，Pload-av为分布式负载平均输出功率，Pload-max为分布式负载最大功率；2.3、计算储能荷电状态预期值Ksoc，K1取值为0到+1，K2的取值为-1到0；K1+K2的取值在-1-1之间，储能荷电状态值的下上限在20％-80％之间，储能荷电状态的预期值由下式定义：Ksoc＝0.2+0.3×(K1+K2+1)。三、划分微网运行状态类型。微网运行状态类型指：微网整体对外表现为吸收功率或输出功率，本专利技术称为：电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法，其特征在于：包括如下步骤：一、采集微网实时运行数据，建立微网分布式能源和负荷的预测功率曲线；二、计算当前调度周期内分布式能源输出功率均值和负载需求功率均值，以获得微网储能荷电状态预期值；三、划分微网运行状态类型，四、根据微网运行状态类型，电力电子变压器控制交直流微网的功率流向与大小。

【技术特征摘要】
1.一种基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法，其特征在于：包括如下步骤：一、采集微网实时运行数据，建立微网分布式能源和负荷的预测功率曲线；二、计算当前调度周期内分布式能源输出功率均值和负载需求功率均值，以获得微网储能荷电状态预期值；三、划分微网运行状态类型，四、根据微网运行状态类型，电力电子变压器控制交直流微网的功率流向与大小。2.根据权利要求1所述的一种基于电力电子变压器的交直流微网协调控制方法，其特征在于，在步骤二中，计算所述储能荷电状态预期值具体包括如下步骤：2.1、计算分布式能源占最大功率出力比K1：Pder-av为分布式能源平均输出功率，Pder-max为分布式能源最大功率；2.2、计算功率供给缺欠率K2：Pload-av为分布式负载平均输出功率，Pload-max为分布式负载最大功率；2.3、计算储能荷电状态预期值Ksoc：Ksoc＝0.2+0.3×(K1+K2+1)。3.根据权利要求2所述的一种基于电力电子变压器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝思鹏，周宇，黄琳，黄堃，刘思亦，杨李星，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32