基于一致性算法的多组储能下垂控制的协调控制方法技术

本发明专利技术涉及基于一致性算法的多组储能下垂控制的协调控制方法，方法用于分布式直流微电网系统，包括以下步骤：S1、每个子系统获取自身和相邻母线电压的信息；S2、得到电压参考值差值；S3、求出下垂控制电压的参考值；S4、下垂控制电压的参考值减去下垂控制的虚拟电阻下垂系数和对应的子系统自身的母线电压，输入PI控制器，得到参考电流；S5、参考电流减去储能系统中蓄电池的电流，得到的差输入PI控制器，得到控制信号，控制变流器的开关状态，并重复S1～S5。与现有技术相比，本发明专利技术具有将不平衡功率分配到各个储能单元进行平抑，稳定母线电压等优点。等优点。等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于一致性算法的多组储能下垂控制的协调控制方法


[0001]本专利技术涉及，尤其是涉及一种基于一致性算法的多组储能下垂控制的协调控制方法。

技术介绍

[0002]传统的微电网储能装置使用下垂控制，可以实现在无通信的情况下，对各组储能单元之间的电流进行合理分配。但是，传统的下垂控制策略在分布式直流微电网的应用中，由于微电网线路阻抗大小的不确定，及其系统中各个变流器输出阻抗也不定，也就是分布式直流微电网的直流母线接入的源储荷不同，导致输出功率不平衡，功率分配不均衡。进而引发微电网直流母线的电压不稳定，导致存在一定的安全隐患。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是为了克服分布式直流微电网的直流母线接入的源储荷不同导致母线电压不稳定而提供一种基于一致性算法的多组储能下垂控制的协调控制方法，针对分布式直流微电网的直流母线接入的源储荷不同，不同储能间容易功率分配不均衡和电压波动的问题，本专利技术利用混合储能单元的优势，让多组混合储能之间协调控制、相互支撑，将不平衡功率分配到各个储能单元进行平抑。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]一种基于一致性算法的多组储能下垂控制的协调控制方法，方法用于分布式直流微电网系统，系统包括多个子系统，子系统的母线连接在总的母线上，子系统还包括储能系统、分布式电源和负荷，方法包括以下步骤：
[0006]S1、每个子系统获取自身和相邻母线电压的信息；
[0007]S2、根据一致性算法和S1得到的母线电压，求得母线电压平均值，并得到电压参考值差值；
[0008]S3、求出电压参考值差值、电压补偿项和初始参考电压之和，得到下垂控制电压的参考值，电压补偿项基于母线对应的蓄电池的荷电状态确定；
[0009]S4、下垂控制电压的参考值减去下垂控制的虚拟电阻下垂系数，得到的差再减去对应的子系统自身的母线电压，再将得到的差输入PI控制器，得到参考电流；
[0010]S5、参考电流减去储能系统中蓄电池的电流，得到的差输入PI控制器，得到控制信号，控制信号输入变流器中控制变流器的开关状态，并重复S1～S5。
[0011]进一步地，母线电压平均值为：
[0012][0013]其中，分别表示第i和第j条母线迭代过程中电压平均值；v
busi
表示第i条母线电压的实际值；a
ij
表示第i和第j条母线的通信交互权重，t表示时间段，N表示母线总数。
[0014]进一步地，电压参考值差值为：
[0015][0016]其中，k
ibat
表示PI控制器的积分控制系数；k
obat
表示PI控制器的比例控制系数；v
ref
表示初始参考电压；分别表示第i和第j条母线迭代过程中电压平均值；v
busi
表示第i条母线电压的实际值；a
ij
表示第i和第j条母线的通信交互权重，N表示母线总数。
[0017]进一步地，电压补偿项为：
[0018][0019]其中，k
ib1
为对应蓄电池的PI控制器的积分控制系数，x
i
和x
j
分别为第i和第j条母线对应的蓄电池的荷电状态，a
ij
表示第i和第j条母线的通信交互权重，N表示母线总数。
[0020]进一步地，对于一个子系统，分布式电源的功率低于负荷吸收的功率时，蓄电池的荷电状态为放电。
[0021]进一步地，分布式电源的功率高于负荷吸收的功率时，蓄电池的荷电状态为充电。
[0022]进一步地，分布式电源为光伏和风机。
[0023]进一步地，储能系统包括蓄电池和超级电容。
[0024]进一步地，负荷为恒功率负载。
[0025]进一步地，负荷为恒阻抗负载。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]本专利技术针对传统下垂控制，使用一致性算法对传统的下垂控制策略进行优化，得到平均母线电压和母线电压参考值的差值对下垂控制电压的参考值进行修正，后经过电压电流双环控制，其输出对电流内环进行修正，补偿下垂控制引起的电压降落，最终实现储能蓄电池之间的功率分配以及母线平均电压的控制，提高了微电网系统母线电压稳定性。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的流程图；
[0029]图2为本专利技术的控制框图；
[0030]图3为本专利技术的分布式直流微电网系统结构图；
[0031]图4为分布式电源发生变化时本专利技术的储能的控制效果图，其中，图4(a)为直流母线电压，图4(b)为蓄电池输出功率，图4(c)为蓄电池SOC状态。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案
为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0033]本专利技术提出一种基于一致性算法的多组储能下垂控制的协调控制方法，方法用于分布式直流微电网系统，系统包括多个子系统，子系统的母线连接在总的母线上，子系统还包括储能系统、分布式电源和负荷。方法的流程图如图1所示，方法的控制框图如图2所示。
[0034]方法包括以下步骤：
[0035]S1、每个子系统获取自身和相邻母线电压的信息；
[0036]S2、根据一致性算法和S1得到的母线电压，求得母线电压平均值，并得到电压参考值差值；
[0037]S3、求出电压参考值差值、电压补偿项和初始参考电压之和，得到下垂控制电压的参考值，电压补偿项基于母线对应的蓄电池的荷电状态确定；
[0038]S4、下垂控制电压的参考值减去下垂控制的虚拟电阻下垂系数，得到的差再减去对应的子系统自身的母线电压，再将得到的差输入PI控制器，得到参考电流；
[0039]S5、参考电流减去储能系统中蓄电池的电流，得到的差输入PI控制器，得到控制信号，控制信号输入变流器中控制变流器的开关状态，并重复S1～S5。
[0040]本专利技术的S1和S2中，首先通过仿真软件构建多组含储能的直流微电网系统，通过获得自身以及相邻母线电压信息，根据一致性算法求得母线电压平均值。母线电压平均值为：
[0041][0042]式中，分别表示第i和第j条母线迭代过程中电压平均值(V)；
[0043]b
busi
‑‑
第i条母线电压的实际值(V)；
[0044]a
ij
‑‑
第i和第j条母线的通信交互权重。
[0045]然后利用一致性算法通过不断迭代测量的母线电压得到的平均值与电压参考值差值Δv
ui
，对其采用PI控制修正电压参考值，使得微电网的直流母线平均电压维持在参考值附近，电压参考值差值为：
[0046][0047]式中，k
ibat
‑‑
PI本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于一致性算法的多组储能下垂控制的协调控制方法，其特征在于，方法用于分布式直流微电网系统，系统包括多个子系统，子系统的母线连接在总的母线上，子系统还包括储能系统、分布式电源和负荷，方法包括以下步骤：S1、每个子系统获取自身和相邻母线电压的信息；S2、根据一致性算法和S1得到的母线电压，求得母线电压平均值，并得到电压参考值差值；S3、求出电压参考值差值、电压补偿项和初始参考电压之和，得到下垂控制电压的参考值，电压补偿项基于母线对应的蓄电池的荷电状态确定；S4、下垂控制电压的参考值减去下垂控制的虚拟电阻下垂系数，得到的差再减去对应的子系统自身的母线电压，再将得到的差输入PI控制器，得到参考电流；S5、参考电流减去储能系统中蓄电池的电流，得到的差输入PI控制器，得到控制信号，控制信号输入变流器中控制变流器的开关状态，并重复S1～S5。2.根据权利要求1所述的一种基于一致性算法的多组储能下垂控制的协调控制方法，其特征在于，母线电压平均值为：其中，分别表示第i和第j条母线迭代过程中电压平均值；v
busi
表示第i条母线电压的实际值；a
ij
表示第i和第j条母线的通信交互权重，t表示时间段，N表示母线总数。3.根据权利要求1所述的一种基于一致性算法的多组储能下垂控制的协调控制方法，其特征在于，电压参考值差值为：其中，k
ibat
表示PI控制器的积分控制系数；k
pbat
表示PI控制器的比例控制系数；v
ref
表示初始参考电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：周臻诚，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：