一种提高鲁棒性的微电网系统构架及能量控制方法

摘要

本发明属于新能源微电网技术领域，具体涉及一种提高鲁棒性的微电网系统构架及能量控制方法。本发明采用分别设置第一过充保护控制点电压参数值Vic和第二过充保护执行点电压参数值Vie的双过充控制与保护电压参数值，以及设置第一过放保护控制点电压参数值Voc和第二过放保护执行点电压参数值Voe的双过放控制与保护电压参数，微电网监控系统通过控制VF双向储能逆变器使VF蓄电池组工作在电压参数值Vic和Voc的区间，使微电网系统能够在监测与执行过充或过放保护性停机前，由微电网监控系统通过监控通信线分别控制VF双向储能逆变器、光伏并网逆变器、风电并网逆变器、PQ双向储能逆变器、交流配电柜的供能、储能及用能的功率，达到微电网能量平衡在可靠的运行范围之内，确保了微电网系统的持续运行。

主权项

一种提高鲁棒性的微电网系统构架及能量控制方法，包括：微电网监控系统(1)、VF双向储能逆变器(2)、光伏并网逆变器(3)、风电并网逆变器(4)、交流配电柜(5)、VF蓄电池组(6)、光伏发电阵列(7)、风力发电机(8)、微电网电力线(9)、监控通信线(10)、VF储能变压器(11)、光伏升压变压器(12)、风电升压变压器(13)、用户降压变压器(14)、用户负载(15)、PQ储能变压器(16)、PQ蓄电池组(17)及PQ双向储能逆变器(18)，其特征是：由VF蓄电池组(6)连接VF双向储能逆变器(2)并通过VF储能变压器(11)接入微电网电力线(9)，构成电压源电储能供能接入微电网的电力路径；由PQ蓄电池组(17)连接PQ双向储能逆变器(18)并通过PQ储能变压器(16)接入微电网电力线(9)，构成电流源储能供能接入微电网的电力路径；由光伏发电阵列(7)连接光伏并网逆变器(3)并通过光伏升压变压器(12)接入微电网电力线(9)，构成光发电单元接入微电网的电力路径；由风力发电机(8)连接风电并网逆变器(4)并通过风电升压变压器(13)接入微电网电力线(9)，构成风能发电单元接入微电网电力路径；用户负载(15)连接交流配电柜(5)并通过用户降压变压器(14)接入微电网电力线(9)，构成用户用电电力路径；微电网监控系统(1)通过监控通信线(10)分别连接VF双向储能逆变器(2)、光伏并网逆变器(3)、风电并网逆变器(4)、PQ双向储能逆变器(18)、交流配电柜(5)，构成微电网监控通信链路；其控制方法是：VF蓄电池组(6)连接VF双向储能逆变器(2)作为储能单元以电压源VF方式运行，并设定VF蓄电池组(6)第一过放保护控制点电压参数值Voc及第二过放保护执行点电压参数值Voe和第一过充保护控制点电压参数值Vic及第二过充保护执行点电压参数值Vie，并且满足：Voc≤Vw≤Vic；Voc‑Voe≥Vt1；Vie‑Vic≥Vt2；其中：Vw是VF蓄电池组(6)的当前工作电压参数，Vi为充电时VF蓄电池组(6)的Vw电压参数，Vo为放电时VF蓄电池组(6)的Vw电压参数；Vic为VF双向储能逆变器(2)对VF蓄电池组(6)的控制点电压参数值，Vie为VF双向储能逆变器(2)的保护停机执行点电压参数值；Voc为VF双向储能逆变器(2)对VF蓄电池组(6)的控制点电压参数值，Voe为VF双向储能逆变器(2)对VF蓄电池组(6)的保护停机执行点电压参数值；Vt1为以当前功率放电t1时间的电量时对应的电压参数，t1时间为放电过程中控制并完成微电网能量平衡所需要的时间；Vt2为以当前功率充电t2时间的电量时对应的电压参数，t2时间为充电过程中控制并完成微电网能量平衡所需要的时间；微电网运行时由微电网监控系统(1)通过VF双向储能逆变器(2)实时监测VF蓄电池组(6)电压参数，当充电运行时Vi电压参数值达到Vic时，进行控制增加PQ双向储能逆变器(18)的充电功率以及减少光伏并网逆变器(3)与光伏发电阵列(7)、风电并网逆变器(4)与风力发电机(8)的发电供电功率；当放电运行时Vo电压参数值达到Voc时，进行控制增加PQ双向储能逆变器(18)的放电功率以及增加光伏并网逆变器(3)与光伏发电阵列(7)和风电并网逆变器(4)与风力发电机(8)的发电供电功率以及控制交流配电柜(5)减少对用户负载(15)的供电；当充电运行时电压参数值Vi＝Vie时，以及Vo＝Voe时，VF双向储能逆变器(2)执行保护性停机；由此实现不可控的电压源VF模式下的VF双向储能逆变器(2)在微电网中，通过微电网监控系统(1)的监控实现了充放电可控运行和极限保护的多重功能。