一种交直流混合微电网控制架构及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种交直流混合微电网控制架构及控制方法，所述控制架构包括高低压转换工频隔离变压器，STS瞬态切换装置，交流母线；PCS装置，所述PCS装置用于进行双向的AC或DC的能量变换，并网模式下有功或无功的调节；直流母线，所述直流母线为PCS装置的直流输出，所述直流母线上连接有各种直流负荷；光伏板；风机；电动汽车充电桩，所述电动汽车充电桩通过双向DCDC连接至直流母线，通过直流母线的能量对电动汽车进行充电；微网互联系统；本发明专利技术可以大大提升系统的稳定性，无论是并网亦或是离网模式下，PCS装置只进行交流侧的有功无功需求调节、离并网切换、调频等交流侧需求功能控制。调频等交流侧需求功能控制。调频等交流侧需求功能控制。

An AC / DC hybrid microgrid control architecture and control method

【技术实现步骤摘要】
一种交直流混合微电网控制架构及控制方法


[0001]本专利技术涉及一种交直流混合微电网控制架构及控制方法，属于微电网


技术介绍

[0002]随着新能源行业日益发展，储能以及微电网的应用范围越来越广泛，尤其是涉及到光伏、风电、新能源电动汽车等多源融合的应用场景，对于整个系统的控制架构要求越来越高。目前常用的微电网架构包括共交流母线控制架构、共直流母线控制架构以及交直流混合微电网控制架构，根据不用的系统需求配置各有优势。
[0003]目前常用的控制策略为并网模式下STS切换装置闭合，交流母线提供能量个各个交流负荷，PCS装置工作在并网PQ模式，同时稳定直流侧母线电压，直流下级各个DCDC和ACDC装置根据EMS控制架构指令运行。离网模式下STS切换装置断开，PCS工作在独立逆变VF模式稳定交流侧逆变电压，此时由超容以及储能电池通过DCDC来稳定直流母线电压，同时依据风电、光伏以及直流充电桩的实时运行情况进行调节。由于PCS需要进行交流侧的有功、无功调节、离并网切换以及调频等复杂工况会导致系统在PCS稳定直流母线和DCDC稳定直流母线两种模式下多次切换，容易导致系统的稳定性和可靠性变差。尤其是多个微网互联的应用场景下多个源的加入更会加大系统的不稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种交直流混合微电网控制架构及控制方法，大大提升系统的稳定性。
[0005]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种交直流混合微电网控制架构，包括：
[0007]高低压转换工频隔离变压器，所述高低压转换工频隔离变压器的高压侧与10kv电网连接，低压侧连接微电网系统；
[0008]STS瞬态切换装置，所述STS瞬态切换装置上级连接高低压转换工频隔离变压器的低压侧，下级连接PCS装置交流侧；
[0009]交流母线，所述交流母线为STS瞬态切换装置的下级输出，母线上挂接交流负荷和PCS装置；
[0010]PCS装置，所述PCS装置用于进行双向的AC或DC的能量变换，并网模式下有功或无功的调节；
[0011]直流母线，所述直流母线为PCS装置的直流输出，所述直流母线上连接有各种直流负荷，用于汇总各种直流负荷及其相互之间的能量交互；
[0012]光伏板，所述光伏板通过功率优化器MPPT连接至直流母线，将光伏最大功率输出至直流母线；
[0013]风机，所述风机通过ACDC变流器将风能输出至直流母线；
[0014]电动汽车充电桩，所述电动汽车充电桩通过双向DCDC连接至直流母线，通过直流
母线的能量对电动汽车进行充电；
[0015]微网互联系统，所述微网互联系统连接至直流母线，用于实现微网互联。
[0016]进一步的，还包括储能电池，所述储能电池通过双向DCDC连接至直流母线，用于消纳光伏、风能中的一种或多种，同时通过DCDC充放电进行直流母线稳定支撑；
[0017]进一步的，还包括超级电容，所述超级电容通过双向DCDC连接至直流母线，用于消纳光伏、风能中的一种或多种，同时通过DCDC充放电进行直流母线稳定支撑；
[0018]进一步的，所述PCS装置支持调频功能。
[0019]进一步的，所述PCS装置在离网模式下交流输出支撑交流母线挂接的交流负荷。
[0020]进一步的，所述电动汽车充电桩使用双向充电桩，用于对电动汽车电池进行充放电。
[0021]第二方面，本专利技术提供一种根据前述任一项所述的交直流混合微电网控制架构的控制方法，包括：
[0022]在并网或者离网模式下，连接直流母线的PCS装置、超级电容以及储能电池连接的双向DCDC均工作在直流稳压模式，双向DCDC根据母线电压的波动进行能量的充放控制，光伏板上的功率优化器进行最大功率输出，一旦进入母线高压模式功率优化器进入恒压限发模式。
[0023]进一步的，包括：
[0024]将系统分为一级响应和二级调度，其中：一级响应为ms级别，由模块控制架构快速响应；二级调度由上级控制架构进行调度，保持系统稳定运行，所有子系统均独立解耦运行。
[0025]进一步的，包括：
[0026]微网互联系统接收到微网互联指令后，调节内部直流母线电压至目标值后闭合微网互联直流母线开关，闭合瞬间直流母线之间存在大的冲击电流，此时直流母线上挂接的多种直流电力电子装置各自解耦运行，同样采用一级响应和二级调度方法，一级响应由各子系统自行控制稳定运行，二级调度由上级总控系统调度，实现微网互联的稳定运行。
[0027]进一步的，包括：
[0028]微网互联系统接收到微网脱离指令后，断开微网互联直流母线开关，断开瞬间直流母线存在电压过充，此时各个子系统自行稳定直流母线电压，同样采用一级响应和二级调度方法，一级响应由各子系统自行控制稳定运行，二级调度由上级总控系统调度，实现微网脱离后的稳定运行。
[0029]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
[0030]本专利技术提供一种交直流混合微电网控制架构及控制方法，可以大大提升系统的稳定性，无论是并网亦或是离网模式下，PCS装置只进行交流侧的有功无功需求调节、离并网切换、调频等交流侧需求功能控制。
附图说明
[0031]图1是本专利技术实施例提供的一种交直流混合微电网控制架构的结构示意图；
[0032]图2是本专利技术实施例提供的一种交直流混合微电网控制架构的控制方法的流程图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0034]实施例1
[0035]如图1所示，本实施例介绍一种交直流混合微电网控制架构，包括：
[0036]高低压转换工频隔离变压器，所述高低压转换工频隔离变压器的高压侧与10kv电网连接，低压侧380VAC连接微电网系统；
[0037]STS瞬态切换装置，所述STS瞬态切换装置上级连接高低压转换工频隔离变压器的低压侧，下级连接PCS装置交流侧；并网模式下STS内部开关闭合，离网模式下STS自动断开将微电网系统从大电网断开进行能量自循环。市电恢复以后STS自动检测电网电压和相位，与PCS变流器通讯进行交流侧同步，然后STS内部开关闭合将微电网系统接入大电网。实现智能化自动化离并网切换；
[0038]交流母线，所述交流母线为STS瞬态切换装置的下级输出，380VAC交流母线，母线上挂接交流负荷和PCS装置；
[0039]PCS装置，所述PCS装置用于进行双向的AC或DC的能量变换，并网模式下有功或无功的调节；所述PCS装置支持调频功能；所述PCS装置在离网模式下交流输出支撑交流母线挂接的交流负荷；
[0040]直流母线，所述直流母线为PCS装置的直流输出，所述直流母线上连接有各种直流负荷，用于汇总各种直流负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交直流混合微电网控制架构，其特征在于，包括：高低压转换工频隔离变压器，所述高低压转换工频隔离变压器的高压侧与10kv电网连接，低压侧连接微电网系统；STS瞬态切换装置，所述STS瞬态切换装置上级连接高低压转换工频隔离变压器的低压侧，下级连接PCS装置交流侧；交流母线，所述交流母线为STS瞬态切换装置的下级输出，母线上挂接交流负荷和PCS装置；PCS装置，所述PCS装置用于进行双向的AC或DC的能量变换，并网模式下有功或无功的调节；直流母线，所述直流母线为PCS装置的直流输出，所述直流母线上连接有各种直流负荷，用于汇总各种直流负荷及其相互之间的能量交互；光伏板，所述光伏板通过功率优化器MPPT连接至直流母线，将光伏最大功率输出至直流母线；风机，所述风机通过ACDC变流器将风能输出至直流母线；电动汽车充电桩，所述电动汽车充电桩通过双向DCDC连接至直流母线，通过直流母线的能量对电动汽车进行充电；微网互联系统，所述微网互联系统连接至直流母线，用于实现微网互联。2.根据权利要求1所述的交直流混合微电网控制架构，其特征在于：还包括储能电池，所述储能电池通过双向DCDC连接至直流母线，用于消纳光伏、风能中的一种或多种，同时通过DCDC充放电进行直流母线稳定支撑。3.根据权利要求2所述的交直流混合微电网控制架构，其特征在于：还包括超级电容，所述超级电容通过双向DCDC连接至直流母线，用于消纳光伏、风能中的一种或多种，同时通过DCDC充放电进行直流母线稳定支撑。4.根据权利要求1所述的交直流混合微电网控制架构，其特征在于：所述PCS装置支持调频功能。5.根据权利要求1所述的交直流混合微电网控制架构，其特征在于：所述PCS装置在离网模式下交流输出支撑交流母线...

【专利技术属性】
技术研发人员：周江山，钱康，朱东升，晏阳，许文超，何梦雪，耿路，徐怡悦，王佐君，王欣怡，乐小龙，彭宇菲，刘明涛，杨景旭，李晓琪，
申请(专利权)人：中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：