一种适用于微电网离网运行模式的稳定控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种适用于微电网离网运行模式的稳定控制系统，包括功率计算模块、储能系统控制模块、光伏系统控制模块、可调负荷系统控制模块、一般负荷系统控制器模块及切光伏控制模块，功率计算模块用于计算主电源总需求调整量ΔP

A stable control system for off grid operation mode of microgrid

【技术实现步骤摘要】
一种适用于微电网离网运行模式的稳定控制系统
本技术属于微电网
，具体涉及一种适用于微电网离网运行模式的稳定控制系统。
技术介绍
偏远地区及孤岛远离大电网，当地用户的用电主要依靠柴油发电机，运行成本高，且电压不稳定。由于这些地区风、光资源丰富，储能及新能源的接入可降低用户的用电成本，具有很大的经济性，储能设备的接入能保障用户用电的可靠性。目前大多数文献提出的离网控制算法是基于微网的电压和频率，当系统电压和频率异常时触发相应的控制策略或保护措施，鉴于微网的敏感性，不宜在系统出现不稳定因素后采取控制措施，可能会导致系统不稳定甚至崩溃。鉴于此，提供一种基于中央控制器的微电网离网稳定控制装置，与微电网能量管理系统配合在保证系统稳定性的同时提升系统的经济性。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种适用于微电网离网运行模式的稳定控制系统，适用于配置有大储能、光伏或可调负荷等的微电网中，解决离网稳定性问题。为达到上述目的，本技术所述一种适用于微电网离网运行模式的稳定控制系统，包括功率计算模块、PQ储能系统控制模块、光伏系统控制模块、可调负荷系统控制模块和一般负荷系统控制模块；其中，功率计算模块的输入端与通讯模块连接，功率计算模块的输出端与PQ储能系统控制模块、光伏系统控制模块、可调负荷系统控制模块以及一般负荷系统控制模块的输入端连接，PQ储能系统控制模块的输出端与PQ储能系统连接，光伏系统控制模块的输出端和光伏系统连接，可调负荷系统控制模块的输出端和可调负荷系统连接。进一步的，功率计算模块用于获得主电源总需调整功率ΔPbat，并将电源总需调整功率ΔPbat传递至PQ储能系统控制模块、光伏系统控制模块、可调负荷系统控制模块以及一般负荷系统控制模块；PQ储能系统控制模块用于根据主电源总需调整功率ΔPbat获得第j个PQ储能系统的最终指令值PPCSrefj，并传递至PQ储能系统的本地执行机构，1≤j≤n，n为PQ储能系统的数量；光伏系统控制模块用于根据主电源总需调整功率ΔPbat获得各光伏系统实际指令值PPVrefk，并传递至各个光伏储能系统；可调负荷系统控制模块用于根据主电源总需调整功率ΔPbat获得可调负荷系统实际指令值Prefload，并传递至可调负荷执行机构；一般负荷系统控制模块用于比较主电源总需调整功率ΔPbat和设定值PCut,L2的大小以及ΔPbat和PCut,L1的大小，当ΔPbat＞PCut,L1且持续时间达到t1时分级切除负荷，切除大于|ΔPbat|大小的负荷；否则，不动作；当ΔPbat＞PCut,L2，且持续时间达到t2时，分级切除负荷，其中，PCut,L2>PCut,L1，t2<t1；当ΔPbat≤PCut,L2时，不动作。进一步的，还包括切光伏控制模块的输入端和功率计算模块的输出端连接，输出端和光伏系统连接。进一步的，切光伏控制模块用于比较主电源总需调整功率ΔPbat和-PCut,PV的大小，当ΔPbat＜-PCut,PV且持续时间t3时，切除接近且大于|ΔPbat|的光伏系统，若ΔPbat≥-PCut,PV不动作。进一步的，功率计算模块包括m个计算模块、功率限幅器S0、m个加法器J1以及一个加法器J2，功率限幅器S0和加法器J1的输入端连接，所有加法器J1的输出端与加法器J2的输入端连接，m为主电源个数；计算模块用于计算第i个主电源限幅器S0限幅值Plimit,bati，1≤i≤m，功率限幅器S0用于根据第i个主电源限幅器限幅值Plimit,bati输出限幅器输出功率Plimit,vfi，加法器J1用于根据第i个主电源限幅器S0的限幅值Plimit,bati和第i个主电源实时功率Pvf,i输出第i个主电源需调整功率ΔPvf,i；加法器J2用于根据各个第一加法器J1输出的第i个主电源需调整功率ΔPvf,i，输出m个主电源总需调整功率ΔPbat。进一步的，PQ储能系统控制模块包括控制器K0，功率分配模块G1，n个加法器J3以及n个限幅器S1，控制器K0的输入端与功率计算模块中加法器J2的输出端连接，控制器K0的输出端与功率分配模块G1的输入端连接，功率分配模块G1的输出端与n个加法器J3的输入端连接，n个加法器J3的输出端与n个限幅器S1的输入端连接，加法器J3和限幅器S1一一对应，n个限幅器S1的输出端连接至PQ储能系统；控制器K0的比例系数为KP0，积分系数为Ki，控制器K0用于根据主电源总需调整功率ΔPbat向功率分配模块G1输出PQ储能系统的总调整量ΔPPQ，功率分配模块G1用于根据PQ储能系统的总调整量ΔPPQ输出n个PQ储能系统的调整量，其中第j个PQ储能系统的调整量记为ΔPPCS,j，1≤j≤n，n为PQ储能系统总数量，第j个加法器J3根据ΔPPCS,j和EMS下发的第j个PQ储能系统指令值PPCSrefj'输出第j个PQ储能系统的理论功率调整指令值，限幅器S1根据第j个PQ储能系统的理论功率调整指令值和约束条件输出第j个PQ储能系统的最终指令值PPCSrefj。进一步的，光伏系统控制模块包括光伏限幅器S4、加法器J4，控制器K1，功率分配模块G2，u个加法器J5以及u个限幅器S2；光伏限幅器S4的输入端和加法器J4均与加法器J2的输出端连接，光伏限幅器S4的输出端与加法器J4的输入端连接；加法器J4的输出端与控制器K1的输入端连接，控制器K1的输出端与功率分配模块G2的输入端连接，功率分配模块G2的输出端与u个加法器J5的输入端连接，u个加法器J5的输出端与u个限幅器S2的输入端连接，加法器J5和限幅器S2一一对应，u个限幅器S2的输出端连接至光伏系统；光伏限幅器S4和加法器J4用于调整m个主电源总需调整功率ΔPbat，控制器K1的比例系数为KP1，控制器K1用于根据主电源总需调整功率ΔPbat向功率分配模块G2输出光伏系统的总调整量ΔPPV，功率分配模块G2用于根据光伏系统的总调整量ΔPPV输出u个光伏系统的调整量，其中第k(1≤k≤u，u为光伏系统数量)个光伏系统的调整量记为ΔPPVk，第k个加法器J3根据ΔPPVk和EMS下发的第k个光伏系统指令值PPVrefk'输出第k个光伏系统的理论功率调整指令值，限幅器S1根据第k个光伏系统的理论功率调整指令值和约束条件输出第k个光伏系统的最终指令值。进一步的，可调负荷系统控制模块包括可调负荷控制模块S5、加法器J6、控制器K2，校正器、加法器J7以及限幅器S3，可调负荷控制模块S5以及加法器J6的输入端均与加法器J2的输出端连接，可调负荷控制模块S5的输出端与加法器J6的输入端连接，加法器J6的输出端与校正器的输入端连接，校正器的输出端和加法器J7的输入端连接，加法器J7的输出端和限幅器S3的输入端连接，限幅器S3的输出端与可调负荷系统连接。进一步的，PQ储能系统控制模块采用无差跟踪控制器PI控制器。与现有技术相比，本技术至少具有以下有益的技术效果：本技术可应用于主从控制或对等控制的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于微电网离网运行模式的稳定控制系统，其特征在于，包括功率计算模块、PQ储能系统控制模块、光伏系统控制模块、可调负荷系统控制模块和一般负荷系统控制模块；其中，功率计算模块的输入端与通讯模块连接，功率计算模块的输出端与PQ储能系统控制模块、光伏系统控制模块、可调负荷系统控制模块以及一般负荷系统控制模块的输入端连接，PQ储能系统控制模块的输出端与PQ储能系统连接，光伏系统控制模块的输出端和光伏系统连接，可调负荷系统控制模块的输出端和可调负荷系统连接。/n

【技术特征摘要】
20181214 CN 20182211109121.一种适用于微电网离网运行模式的稳定控制系统，其特征在于，包括功率计算模块、PQ储能系统控制模块、光伏系统控制模块、可调负荷系统控制模块和一般负荷系统控制模块；其中，功率计算模块的输入端与通讯模块连接，功率计算模块的输出端与PQ储能系统控制模块、光伏系统控制模块、可调负荷系统控制模块以及一般负荷系统控制模块的输入端连接，PQ储能系统控制模块的输出端与PQ储能系统连接，光伏系统控制模块的输出端和光伏系统连接，可调负荷系统控制模块的输出端和可调负荷系统连接。


2.根据权利要求1所述的一种适用于微电网离网运行模式的稳定控制系统，其特征在于，功率计算模块用于获得主电源总需调整功率ΔPbat，并将电源总需调整功率ΔPbat传递至PQ储能系统控制模块、光伏系统控制模块、可调负荷系统控制模块以及一般负荷系统控制模块；
PQ储能系统控制模块用于根据主电源总需调整功率ΔPbat获得第j个PQ储能系统的最终指令值PPCSrefj，并传递至PQ储能系统的本地执行机构，1≤j≤n，n为PQ储能系统的数量；
光伏系统控制模块用于根据主电源总需调整功率ΔPbat获得各光伏系统实际指令值PPVrefk，并传递至各个光伏储能系统；
可调负荷系统控制模块用于根据主电源总需调整功率ΔPbat获得可调负荷系统实际指令值Prefload，并传递至可调负荷执行机构；
一般负荷系统控制模块用于比较主电源总需调整功率ΔPbat和设定值PCut,L2的大小以及ΔPbat和PCut,L1的大小，当ΔPbat>PCut,L1且持续时间达到t1时分级切除负荷，切除大于|ΔPbat|大小的负荷；否则，不动作；
当ΔPbat>PCut,L2，且持续时间达到t2时，分级切除负荷，其中，PCut,L2>PCut,L1，t2<t1；
当ΔPbat≤PCut,L2时，不动作。


3.根据权利要求1所述的一种适用于微电网离网运行模式的稳定控制系统，其特征在于，还包括，切光伏控制模块的输入端和功率计算模块的输出端连接，输出端和光伏系统连接。


4.根据权利要求3所述的一种适用于微电网离网运行模式的稳定控制系统，其特征在于，切光伏控制模块用于比较主电源总需调整功率ΔPbat和-PCut,PV的大小，当ΔPbat＜-PCut,PV且持续时间t3时，切除接近且大于|ΔPbat|的光伏系统，若ΔPbat≥-PCut,PV不动作。


5.根据权利要求1所述的一种适用于微电网离网运行模式的稳定控制系统，其特征在于，功率计算模块包括m个计算模块、功率限幅器S0、m个加法器J1以及一个加法器J2，功率限幅器S0和加法器J1的输入端连接，所有加法器J1的输出端与加法器J2的输入端连接，m为主电源个数；计算模块用于计算第i个主电源限幅器S0限幅值Plimit,bati，1≤i≤m，功率限幅器S0用于根据第i个主电源限幅器限幅值Plimit,bati输出限幅器输出功率Plimit,vfi，加法器J1用于根据第i个主电源限幅器S0的限幅值Plimit,bati和第i个主电源实时功率Pvf,i输出第i个主电源需调整功率ΔPvf,i；加法器J2用于根据各个第一加法器J1输出的第i个主电源需调整功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：许迎春，黄浪，郝翔，李东松，刘云，王娟，
申请(专利权)人：特变电工西安电气科技有限公司，特变电工新疆新能源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61