一种柔性互联直流微电网群的一致性协调控制方法技术

本申请涉及一种柔性互联直流微电网群的一致性协调控制方法，包括两个直流微电网和一个互联装置；所述直流微电网包括平衡单元和功率单元，两个直流微电网通过互联装置连接，使得两个直流微电网形成一个有机整体。本发明专利技术可实现系统内所有平衡单元联动，为受扰微电网提供紧急功率支撑，改善受扰微电网直流电压动态特性，减小受扰电网直流电压稳态偏差，扰动功率由全系统平衡单元依据其等效功率分配系数比承担；并且无需子系统间进行通信，可靠性高。可靠性高。可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性互联直流微电网群的一致性协调控制方法


[0001]本申请涉及柔性互联直流系统控制
，尤其涉及一种柔性互联直流微电网群的一致性协调控制方法。

技术介绍

[0002]微电网作为未来智能配电系统的重要组成部分，可将分布式能源、储能设备、负荷等有机整合，提高整个系统的可靠性和灵活性，对推进节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义[1
‑
3]。国际电工委员会在《2010—2030应对能源挑战白皮书》中明确将微电网技术列为未来能源链的关键技术之一[4]。国家能源局通过《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》、《配电网建设改造行动计划(2015—2020年)的通知》等文件，明确了大力发展微电网技术的重要意义[5]。
[0003]随着光伏等直流特性分布式可再生能源渗透率的提高，以及电动汽车充换电站、数据中心及通信设备等直流负荷的增加，基于柔性直流技术的直流微电网得到了极大关注[6
‑
8]。相比交流微电网，直流微电网可高效灵活接纳直流特性的分布式可再生电源及直流负荷，减少中间交直流变换环节，节约成本，减小损耗，同时不存在无功功率、频率稳定等问题，控制结构相对简单[9,10]。当多个直流微电网邻近时，可进一步互联形成直流微电网集群[11,12]。相比独立运行的直流微电网，直流微电网集群可通过协调控制实现子微电网间功率相互支撑，提高子微电网随机性、间歇性可再生能源的接纳能力，增强子微电网发生功率扰动等紧急工况时的动态稳定性及可靠性[13,14]。
[0004]直流微电网间可通过联络开关或隔离性双向DC
‑
DC换流器实现互联。联络开关成本低，损耗小，但只能用于连接相同电压等级的子微电网，无法实现互联功率灵活控制。隔离性双向DC
‑
DC换流器可用于互联不同电压等级直流微电网，实现互联功率灵活控制，有效实现电气隔离，提高供电可靠性[15,16]。文献[17]设计了多微电网系统串、并联不同结构的两级分层控制，依据多微电网联络线功率命令，通过微电网中央控制器实现协调控制。文献[18]提出一种基于自适应下垂控制的直流微电网集群直分层协调控制策略，通过微电网中央控制器实时检测母线电压波动范围控制各子微电网并联或独立运行，既满足各微电网内部稳定运行，又可实现各微电网间能量互济。文献[19]针对交直流混合微电网，提出一种分布式一致性控制方法，通过邻接智能体通信，对微电网群内各分布式设备实现就地分布式控制，节省通信时间，快速平抑并网联络线功率波动。
[0005]参考文献
[0006][1]鲁宗相,王彩霞,闵勇,周双喜,吕金祥,and王云波,"微电网研究综述,"电力系统自动化,vol.31,no.19,pp.100
‑
107,2007.
[0007][2]王成山,微电网分析与仿真理论:科学出版社,2013.
[0008][3]M.Farrokhabadi,C.A.Canizares,J.W.Simpson
‑
Porco,E.Nasr,L.Fan,P.A.Mendoza
‑
Araya,R.Tonkoski,U.Tamrakar,N.Hatziargyriou,D.Lagos,R.W.Wies,M.Paolone,M.Liserre,L.Meegahapola,M.Kabalan,A.H.Hajimiragha,D.Peralta,
M.A.Elizondo,K.P.Schneider,F.K.Tuffner,and J.Reilly,"Microgrid Stability Definitions,Analysis,and Examples,"IEEE Transactions on Power Systems,vol.35,no.1,pp.13
‑
29,2020.
[0009][4]杨新法,苏剑,吕志鹏,刘海涛,and李蕊,"微电网技术综述,"中国电机工程学报,no.1,pp.57
‑
70,2014.
[0010][5]李霞林,郭力,王成山,and李运帷,"直流微电网关键技术研究综述,"中国电机工程学报,vol.36,no.1,pp.1
‑
17,2016.
[0011][6]张勤进,庄绪州,刘彦呈,and王川,"直流微电网多源并联自主均流控制策略,"电网技术,vol.44,no.03,pp.887
‑
896,2020
‑
02
‑
13 2020.
[0012][7]刘忠,杨陈,蒋玮,李培培,杨波,and梁铭,"基于一致性算法的直流微电网储能系统功率分配技术,"电力系统自动化,2020.
[0013][8]L.Meng,Q.Shafiee,G.Ferrari Trecate,H.Karimi,D.Fulwani,X.Lu,and J.M.Guerrero,"Review on Control of DC Microgrids and Multiple Microgrid Clusters,"IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics,vol.33,no.8,pp.928
‑
948,2017.
[0014][9]李霞林,张雪松,郭力,王成山,张绍辉,and杨苹,"双极性直流微电网中多电压平衡器协调控制,"电工技术学报,vol.33,no.4,pp.721
‑
729,2017
‑
09
‑
20 2018.
[0015][10]支娜,张辉,肖曦,and杨甲甲,"[7]分布式控制的直流微电网系统级稳定性分析,"中国电机工程学报,vol.36,no.02,pp.368
‑
378,2016
‑
01
‑
20 2016.
[0016][11]Q.Shafiee,T.J.C.Vasquez,and J.M.Guerrero,"Hierarchical Control for Multiple DC
‑
Microgrids Clusters,"IEEE Transactions on Energy Conversion,vol.29,no.4,pp.922
‑
933,2014.
[0017][12]S.Moayedi and A.Davoudi,"Distributed Tertiary Control of DC Microgrid Clusters,"IEEE Transactions on Power Electronics,vol.31,no.2,pp.1717
‑
1733,2015.
[0018][13]蔡德华,贺兴,王利国,李豪天,汪鹏敏,and艾芊,"基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性互联直流微电网群的一致性协调控制方法，用于两个直流微电网柔性互联的直流微电网群，其特征在于，包括对单个直流微电网的平衡单元控制、功率单元控制和对所述直流微电网群互联装置控制；所述平衡单元控制包括下垂控制环节和电压/电流双环控制环节；所述功率单元控制采用恒功率控制；所述互联装置控制包括一致性控制环节和移相控制环节；当某一个直流微电网发生功率扰动，对应的功率单元做出相应，输出功率发生变化，对应母线电压也随之变化；互联装置对受扰直流微电网的电压波动做出响应，调整互联装置输出功率，为受扰直流微电网提供紧急功率支撑，减小受扰直流微电网直流电压偏差；平衡单元控制在两直流微电网在达到稳态时，按照两直流微电网等效功率分配系数比承担扰动功率。2.根据权利要求1所述的一种柔性互联直流微电网群的一致性协调控制方法，其特征在于，所述下垂控制环节的控制策略如下：u
refi
＝u
seti
‑
P
si
/R
di
式中u
seti
和P
si
分别表示直流微电网#i母线电压设定值及平衡单元输出功率；u
refi
和R
di
分别为下垂控制环节直流电压输出参考及下垂系数。3.根据权利要求1所述的一种柔性互联直流微电网群的一致性协调控制方法，其特征在于，所述电压/电流控制环节的控制策略如下：式中G
ui
(s)表示直流电压控制器传递函数，k
pui
和k
iui
分别为直流电压控制器的比例系数和积分系数，i
srefi
为直流电压控制器输出电流参考，G
ii
(s)表示电流内环控制器传递函数，k
pii
和k
iii
分别表示电流内环控制器的比例系数和积分系数，d
si

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮亮，邹声奇，钟旺，刘宇轩，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：