直流微电网储能优化及协调控制方法

摘要

一种直流微电网储能优化及协调控制方法，涉及微电网技术领域，所解决的是对直流微电网进行协调控制的技术问题。该方法采用改进的扰动观察法控制光伏系统发电功率，或离网运行且储能故障时采用改进的下垂控制法控制光伏系统中的各个光伏发电单元端电压；采用下垂控制法控制储能系统充放电时的功率平衡；并将直流微电网中的各个分布式微电源视为恒功率源，将不同的储能单元之间的SOC差值作为模糊控制器的输入，采用模糊控制法来调整储能系统中的各储能单元的下垂控制器的虚拟阻抗值。本发明提供的方法，适用于直流微电网。

主权项

一种直流微电网储能优化及协调控制方法，涉及包含有光伏系统及储能系统的直流微电网，其特征在于，采用方法1控制直流微电网的光伏系统，采用方法2控制直流微电网的储能系统；方法1：控制直流微电网的光伏系统1.1)采用扰动观察法控制光伏系统以最大功率发电，具体控制方法为：先读取光伏系统的dp、dV，再根据dp/dV的值对U_ref进行修正；如果‑1≤dp/dV≤2，则令U_ref＝U_ref+dp/dV；如果dp/dV<‑1，则令U_ref＝U_ref+C_p；如果dp/dV>2，则令U_ref＝U_ref+2C_p；其中，dp为光伏系统的输出功率值，dV为光伏系统的输出电压值，U_ref为光伏系统的输出电压参考值，C_p为扰动步长，C_p的值为预先设定的常数；1.2)采用下垂控制法控制光伏系统中的各个光伏发电单元的输出功率，具体下垂控制模型为：$V_{dc\_y}-i_{dc\_y}{Z}_{dc\_y}-V_{dc}^{*}=V_{dc}-V_{dc}^{*}=d_y{P}_{dc\_y}$$d_y=\frac{V_{dc}^{min}-V_{dc}^{\max }}{P_{dc\_y}^{\max }}$其中，V_{dc_y}为光伏系统中的第y个光伏发电单元的端电压，为光伏系统的输出电压参考值，i_{dc_y}为光伏系统中的第y个光伏发电单元的输出电流，Z_{dc_y}为光伏系统中的第y个光伏发电单元的电路阻抗，为光伏系统的最小允许输出电压，为光伏系统的最大允许输出电压，P_{dc_y}为光伏系统中的第y个光伏发电单元的输出功率，为光伏系统中的第y个光伏发电单元的最大输出功率；方法2：控制直流微电网的储能系统；2.1)采用下垂控制法控制储能系统充放电时的功率平衡；2.2)将直流微电网中的各个分布式微电源视为恒功率源，将不同的储能单元之间的SOC差值作为模糊控制器的输入，采用模糊控制法来调整储能系统中的各储能单元的下垂控制器的虚拟阻抗值，为避免超过其最大充放电功率限制，虚拟阻抗的范围根据下式确定：$V_{DC}=\frac{\frac{V_{ref}}{R_{deq}}+\sqrt{{\left(\frac{V_{ref}}{R_{deq}}\right)}^2+4P_{CPS}(\frac{1}{R_{deq}}+\frac{1}{R_{load}})}}{2(\frac{1}{R_{deq}}+\frac{1}{R_{load}})}$其中，V_DC为直流微电网的母线电压，V_ref为直流微电网的母线参考电压，R_deq为下垂控制器的等值虚拟阻抗，P_CPS为恒功率源的发电总功率，R_load是直流微网的负载电阻。