【技术实现步骤摘要】
一种直流微电网控制方法、系统及船舶电力系统
[0001]本专利技术涉及直流微电网
，特别涉及一种直流微电网控制方法
、
系统及船舶电力系统
。
技术介绍
[0002]节能减排对船舶航运业中有重要研究价值，能够减少船舶运营成本，同时带来社会和环境收益
。
随着船舶新能源技术及工业控制技术的发展，混合动力船舶得到了广泛的应用
。
特别是高压直流技术日益完善，船舶直流微电网相较于船舶交流微电网更适合于各种分布式能源的灵活接入，可以减少损耗和成本，提高发电和配电效率
。
因此，基于混合储能的直流微网在船舶电力系统中的应用成为国内外学者研究的一大热点
。
但研究发现，由于船舶自身的特性影响，特别是对于拖轮，在长时间的作业中负载功率频繁波动与突变，导致直流母线电压波动较大，对电网损坏极大
。
所以，进一步研究抑制船舶直流母线电压以及功率波动的方法十分重要
。
[0003]目前，现有的专利及文献也提出了改善由于负荷功率波动与突变引起的直流母线电压波动问题的相关方案，但仍存在至少以下问题：负载变化时暂态电压波动情况加剧
、
负载变化时易导致压升压降问题
、
系统响应时间较慢
、
暂态过程时间较长等
。
技术实现思路
[0004]为解决上述现有技术中直流微电网存在的至少一个不足，第一方面，本专利技术提供了一种直流微电网控制方法，包括以下步骤
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.
一种直流微电网控制方法，其特征在于，包括以下步骤：直流微电网构建步骤；所述直流微电网包括至少一发电机组
、
至少一储能电池组
、
直流母线及负载，所述发电机组
、
储能电池组分别通过所述直流母线与所述负载电连接；电压补偿下垂控制步骤；构建关于所述直流母线输出的实际电压值
U
dc
与直流母线的参考电压值的下垂控制函数以及关于所述直流母线的电压偏置值
Δ
U
dc
的电压补偿方程；以所述直流母线的输入电流
I0作为输入信号，基于所述下垂控制函数对所述参考电压值进行下垂控制，以所述直流母线的电压偏置值
Δ
U
dc
作为输入信号，基于所述电压补偿方程对所述直流母线的参考电压值进行电压补偿，并输出对所述参考电压值电压补偿下垂控制后的功率参考值
P
ref
，以使得所述直流母线的实际输出电压等于参考电压值虚拟直流电机控制步骤；建立虚拟直流电机模型，并基于所述虚拟直流电机模型对电压补偿下垂控制步骤中的所述功率参考值
P
ref
进行计算以得到电流给定值
I
ref
；输出电流
PI
控制步骤；对所述电流给定值
I
ref
进行转换以得到所述储能电池组的输出电流
I
1ref
，并通过
PI
控制以生成控制信号
。2.
根据权利要求1所述的直流微电网控制方法，其特征在于：所述发电机组包括柴油发电机
、
三绕组变压器以及两组六脉波二极管；所述三绕组变压器包括一输入侧绕组和两输出侧绕组，所述输入侧绕组与所述柴油发电机电连接，两所述输出侧绕组各自电连接一六脉波二极管后并联在所述直流母线上
。3.
根据权利要求1所述的直流微电网控制方法，其特征在于：设直流母线的电压补偿量为
μ
U
dc
，所述电压偏置值
Δ
U
dc
的函数为所述下垂控制函数为：
Δ
U
dc
＝
i
oi
(r
i
+R
i
)
‑
μ
U
dc
；式中，
i
oi
为第
i
个储能电池组的空载输出电流，
r
i
为第
i
个储能电池组的虚拟电阻，
R
i
为第
i
个储能电池组的线路阻抗；
μ
为电压补偿系数
。4.
根据权利要求1所述的直流微电网控制方法，其特征在于，所述电压补偿方程为：
Δ
U
dc
(t)
＝
Δ
U
dc
·
e
‑
ρ
t
；式中，
ρ
为收敛系数，且
ρ
>0。5.
根据权利要求1所述的直流微电网控制方法，其特征在于：在电压补偿下垂控制步骤中，所述电压偏置值
Δ
U
dc
经过所述电压补偿方程的计算后与所述参考电压值相加，再与所述输入电流
I0经过所述下垂控制函数计算所得参数作差以得到经过下垂控制和电压补偿后的电压参考数据，所述电压参考数据与所述实际电压值
U
dc
相减并经过
PI
控制以得到电流参考数据，所述电流参考数据与所述电压参考数据相乘以得到功率参考值
技术研发人员：程鹏，夏宝龙，潘韬，肖培轩，李昊，任艺格，秦林，朴帅，张洪恩，张传敏，
申请(专利权)人：嘉庚创新实验室，
类型：发明
国别省市：
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