基于变电站典型日负荷曲线的风光直流微电网并网控制方法

摘要

一种基于变电站典型日负荷曲线的风光直流微电网并网控制方法，所述风光直流微电网包括：风力发电机及AC/DC/DC变换器、光伏阵列及DC/DC变换器、可调负荷、直流母线、超级电容器储能系统及双向DC/DC模块、蓄电池储能系统及双向DC/DC模块、双向AC/DC变换器、断路器、综合控制器、大电网、以及与大电网相连的上一级变电站；在峰荷区间，向上级变电站输电，控制其输送功率大小与变电站的典型日负荷曲线成正比；在谷荷区间，若有必要，从上级变电站取电，控制其用电功率大小与变电站的典型日负荷曲线成反比。本发明实现风光直流微电网在联网模式运行时，对上级变电站起到了消峰填谷的作用，实现了稳定运行。

主权项

一种基于变电站典型日负荷曲线的风光直流微电网并网控制方法，其特征在于：所述风光直流微电网包括：风力发电机及AC/DC/DC变换器、光伏阵列及DC/DC变换器、可调负荷、直流母线、超级电容器储能系统及双向DC/DC模块、蓄电池储能系统及双向DC/DC模块、双向AC/DC变换器、断路器、综合控制器、大电网、以及与大电网相连的上一级变电站；所述并网控制方法包括以下过程：首先获取与风光直流微电网相连的变电站的典型日负荷曲线，并进行峰谷时间段的划分；以最大峰谷负荷为基准，分别求峰谷荷区间标幺值，并求峰荷标幺值对时间的积分值；求谷荷区间标幺值补值，并求其对时间的积分值；依据正常情况下的每日风光发电量，或根据运行情况的统计分析，确定系数K₁，对峰荷标幺值曲线乘系数K₁作为峰荷区间并网功率设定值；风光直流微电网在峰荷区间运行时，控制双向AC/DC变换器处于逆变状态，使得并网功率跟踪设定值；对光伏、风力发电进行最大功率跟踪控制，控制储能装置的双向DC/DC变换器，使得直流母线电压稳定在一定范围内；谷荷区间开始时，检测储能装置的剩余电量，根据是否够第二天并网使用，来判断是否需要进入充电模式；如需要，以谷荷标幺值补值乘系数K₂，作为谷荷运行区间充电功率给定值，并控制双向AC/DC变换器处于整流状态，使其整流功率跟踪给定值；在谷荷运行区间，对光伏、风力发电进行最大功率跟踪控制，控制储能装置的双向DC/DC变换器，使得直流母线电压稳定在设定范围内；在谷荷结束，峰荷开始时，对前一天的各项指标进行统计分析，定期更新系数K₁和系数K₂；设光伏阵列和风力发电机每日峰荷区间输出的最大电量为W_PDmax，正常天气情况下每日峰荷区间输出的电量典型值为W_PDav；设光伏阵列和风力发电机每日谷荷区间输出的最大电量为W_PNmax，正常天气情况下每日谷荷区间输出的电量典型值为W_PNav，日负荷标幺值曲线的峰荷部分对时间积分结果为S_P，系数K₁按下式确定，K₁＝(W_PDav+W_PNmax)/S_P   (1)；设可调负荷每日峰荷区间消耗的电量最小值为W_LDMin，每日峰荷区间消耗的电量最大值为W_LDMax；可调负荷每日谷荷区间消耗的电量最小值为W_LNMin，每日谷荷区间消耗的电量最大值为W_LNMax；超级电容器能储存的最大电量为W_CSMax，当前剩余电量为W_CS，蓄电池能储存的最大电量为W_BSMax，当前剩余电量为W_BS；日负荷谷荷部分标幺值的补值曲线对时间积分结果为S_V，当从峰负荷区间切换到谷负荷区间时，检测储能系统的剩余电量，如果(W_CS+W_BS)<(K₁S_P+W_LDMin+W_LNMax)   (2)则启动谷负荷对超级电容器和蓄电池的充电功能，系数K₂按下式确定：K₂＝(K₁S_P+W_LDMin+W_LNMax‑W_CS‑W_BS)/S_V   (3)。