一种自主限功率双向控制设备及直流微电网制造技术

本文涉及直流微电网领域，提供一种自主限功率双向控制设备及直流微电网，其中，自主限功率双向控制设备包括：双向变换器连接储能装置、微电网系统的直流母线及功率控制设备，用于根据功率控制设备发送的控制信号调整储能装置的功率；电压检测设备连接直流母线，用于检测直流母线电压；功率控制设备连接电压检测设备，用于根据直流母线电压、预先配置的输出功率限值与电压的关系曲线以及吸收功率限值与电压的关系曲线，确定目标输出功率限值以及目标吸收功率限值；根据目标输出功率限值、目标吸收功率限值以及直流微电网设备需求功率，确定目标功率；根据目标功率生成并发送控制信号至双向变换器，本文能够控制直流微电网潮流快速稳定可靠运行。快速稳定可靠运行。快速稳定可靠运行。

【技术实现步骤摘要】
一种自主限功率双向控制设备及直流微电网


[0001]本文涉及直流微电网领域，尤其涉及一种自主限功率双向控制设备及直流微电网。

技术介绍

[0002]在能源危机，化石能源污染严重，新能源汽车蓬勃发展的情况下，清洁能源的比重逐渐提高，具体的，低压分布式光伏发电接入迎来蓬勃发展。
[0003]虽然分布式发电可以解决集中式大规模供电运行成本高、操作难和兼容性低的问题，但是，光伏发电容易被外界环境所影响，有着随机性和不可预测的特点，分布式新能源发电装置容易受到能量输出不稳定的影响以及具有波动性，从而使系统内部功率不平衡、直流母线会有很大起伏，难以稳定运行。基于此，提出了微电网的概念，微电网系统将分布式电源、直流负载、储能装置和交流网侧结合在一起。其中，储能装置提供双向功能(输出电能及吸收电能)，现有技术中，储能装置功能的选择需要与控制中心通讯确定。在输出电能功能时，按照最大输出功率输送给直流母线，因分布式发电具有间歇性和波动性，会导致系统功率供需失衡，进而影响直流微电网的稳定运行。在吸收电能功能时，仅考虑自身需求，并未考虑直流电网负荷承载能力，当直流微电网负载过重时，造成直流母线电压超范围跌落，进而造成直流微电网崩溃；当直流微电网负载轻分布式发电过大时，造成直流母线电压超范围抬升，进而造成直流微电网崩溃。

技术实现思路

[0004]本文用于解决现有技术中，储能装置远程控制方式存在功率响应速度慢以及多台设备功率控制策略间协调难度大等导致直流微电网不稳定性的风险因素。
[0005]为了解决上述技术问题，本文提供一种自主限功率双向控制设备，包括：双向变换器、电压检测设备、功率控制设备；
[0006]所述双向变换器的第一输入输出端连接储能装置，所述双向变换器的第二输入输出端连接微电网系统的直流母线，所述双向变换器的控制端连接所述功率控制设备，用于根据所述功率控制设备发送的控制信号调整储能装置的输出功率(输出功率为正、吸收功率为负)；
[0007]所述电压检测设备连接直流母线，用于检测直流母线电压；
[0008]所述功率控制设备连接所述电压检测设备，用于根据所述直流母线电压、预先配置的输出功率限值与电压的关系曲线以及吸收功率限值与电压的关系曲线，确定目标输出功率限值以及目标吸收功率限值；根据目标输出功率限值、目标吸收功率限值以及直流微电网设备需求功率，确定目标功率；根据所述目标功率生成并发送控制信号至所述双向变换器；
[0009]其中，所述输出功率限值与电压的关系曲线满足如下条件：当直流母线电压大于最大输出电压时，输出功率限值等于零；当直流母线电压在所述最大输出电压与限发电功
率启动电压范围内时，输出功率限值与直流母线电压呈单调不增关系；
[0010]所述吸收功率限值与电压的关系曲线满足如下条件：当直流母线电压小于最小吸收电压时，吸收功率限值等于零；当直流母线电压在最小吸收电压与限吸收功率启动电压范围内时，吸收功率限值与直流母线电压呈单调不增关系。
[0011]作为本文进一步实施例中，所述单调不增关系包括如下单调不增曲线中的至少一个：线性递减曲线、分步跳转递减曲线、对数函数曲线、反比例函数曲线。
[0012]作为本文进一步实施例中，根据所述直流母线电压、预先配置的输出功率限值与电压的关系曲线以及吸收功率限值与电压的关系曲线，确定目标输出功率限值以及目标吸收功率限值包括：
[0013]根据预先配置的输出功率限值与电压的关系曲线的关系式或关系表，获取所述直流母线电压对应的输出功率限值；将获取的输出功率限值作为目标输出功率限值；
[0014]根据预先配置的吸收功率限值与电压的关系曲线的关系式或关系表，获取所述直流母线电压对应的吸收功率限值；将获取的吸收功率限值作为目标吸收功率限值。
[0015]作为本文进一步实施例中，当直流母线电压大于最大输出电压时，所述输出功率限值在零与反向输出功率之间呈单调不增关系；
[0016]当直流母线电压小于最小吸收电压时，吸收功率限值在反向吸收功率与零之间呈单调不增关系。
[0017]作为本文进一步实施例中，根据目标输出功率限值、目标吸收功率限值以及直流微电网设备需求功率，确定目标功率包括：
[0018]对所述直流微电网设备需求功率及目标输出功率限值取最小值处理，得到中间量；
[0019]对中间量及目标吸收功率限值取最大值处理，得到目标功率。
[0020]作为本文进一步实施例中，自主限功率双向控制设备还包括：开关组件，其中，所述开关组件包括：电压检测模块、电流检测模块、功率计算模块、控制模块及被控开关；
[0021]所述电压检测模块连接所述直流母线，用于检测直流母线电压；
[0022]所述电流检测模块连接所述直流母线，用于检测直流母线电流；
[0023]所述功率计算模块连接所述电压检测模块及电流检测模块，用于根据直流母线电流及直流母线电压计算待检测功率；
[0024]所述控制模块连接所述功率计算模块、所述功率控制设备及被控开关的控制端，所述被控开关的输入输出端连接在直流母线与所述双向变换器之间；
[0025]所述控制模块用于判断所述待检测功率是否在目标输出功率限值以及目标吸收功率限值范围内，若否，则断开所述被控开关，若是，则保持所述被控开关关闭。
[0026]作为本文进一步实施例中，利用电流检测设备替换所述电压检测设备；
[0027]利用预先配置的输出电流限值与电压的关系曲线以及吸收电流限值与电压的关系曲线替换预先配置的输出功率限值与电压的关系曲线以及吸收功率限值与电压的关系曲线；
[0028]利用目标电流替换目标功率。
[0029]本文另提供一种直流微电网，包括多个前述任一实施例所述的自主限功率双向控制设备及多个储能装置；
[0030]每一自主限功率双向控制设备第一输入输出端连接每一储能装置，每一自主限功率双向控制设备的第二输入输出端连接直流母线。
[0031]作为本文进一步实施例中，各自主限功率双向控制设备配置的输出功率限值与电压的关系曲线以及吸收功率限值与电压的关系曲线各不相同；
[0032]输出功率限值与电压的关系曲线的限发电功率启动电压越高，对应自主限功率双向控制设备的发电优先级越高；
[0033]吸收功率限值与电压的关系曲线的限吸收功率启动电压值越低，对应自主限功率双向控制设备的受电优先级越高。
[0034]本文提供的自主限功率双向控制设备，对直流母线电压(直流微网电压)检测，根据检测到的直流母线电压、预先配置的输出功率限值与电压的关系曲线以及吸收功率限值与电压的关系曲线，确定目标输出功率限值以及目标吸收功率限值；根据目标输出功率限值、目标吸收功率限值以及直流微电网设备需求功率，确定目标功率，并控制其输出给直流母线的功率在目标功率内运行，协同控制直流微电网潮流快速稳定可靠运行，在整个协同过程中无快速通讯数据交互需求。
[0035]为让本文的上述和其他目的、特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自主限功率双向控制设备，其特征在于，包括：双向变换器、电压检测设备、功率控制设备；所述双向变换器的第一输入输出端连接储能装置，所述双向变换器的第二输入输出端连接微电网系统的直流母线，所述双向变换器的控制端连接所述功率控制设备，用于根据所述功率控制设备发送的控制信号调整储能装置的功率；所述电压检测设备连接直流母线，用于检测直流母线电压；所述功率控制设备连接所述电压检测设备，用于根据所述直流母线电压、预先配置的输出功率限值与电压的关系曲线以及吸收功率限值与电压的关系曲线，确定目标输出功率限值以及目标吸收功率限值；根据目标输出功率限值、目标吸收功率限值以及直流微电网设备需求功率，确定目标功率；根据所述目标功率生成并发送控制信号至所述双向变换器；其中，所述输出功率限值与电压的关系曲线满足如下条件：当直流母线电压大于最大输出电压时，输出功率限值等于零；当直流母线电压在所述最大输出电压与限发电功率启动电压范围内时，输出功率限值与直流母线电压呈单调不增关系；所述吸收功率限值与电压的关系曲线满足如下条件：当直流母线电压小于最小吸收电压时，吸收功率限值等于零；当直流母线电压在最小吸收电压与限吸收功率启动电压范围内时，吸收功率限值与直流母线电压呈单调不增关系。2.如权利要求1所述的自主限功率双向控制设备，其特征在于，所述单调不增关系包括如下单调不增曲线中的至少一个：线性递减曲线、分步跳转递减曲线、对数函数曲线、反比例函数曲线。3.如权利要求1所述的自主限功率双向控制设备，其特征在于，根据所述直流母线电压、预先配置的输出功率限值与电压的关系曲线以及吸收功率限值与电压的关系曲线，确定目标输出功率限值以及目标吸收功率限值包括：根据预先配置的输出功率限值与电压的关系曲线的关系式或关系表，获取所述直流母线电压对应的输出功率限值；将获取的输出功率限值作为目标输出功率限值；根据预先配置的吸收功率限值与电压的关系曲线的关系式或关系表，获取所述直流母线电压对应的吸收功率限值；将获取的吸收功率限值作为目标吸收功率限值。4.如权利要求1所述的自主限功率双向控制设备，其特征在于，当直流母线电压大于最大输出电压时，所述输出功率限值在零与反向输出功率之间呈单调不增关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：余蜜，朱国荣，李运，魏学良，
申请(专利权)人：武汉中为高科新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：