一種基于移頻控制的微電網(wǎng)離網(wǎng)能量平衡控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種基于移頻控制的微電網(wǎng)離網(wǎng)能量平衡控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著能源危機(jī)和節(jié)能環(huán)保壓力的日益突出，可再生能源發(fā)電已成為發(fā)展趨勢(shì)，分 布式發(fā)電是可再生能源發(fā)電的一種重要形式。然而，分布式發(fā)電相對(duì)電網(wǎng)來說是一個(gè)不可 控源，為了減小其對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊和負(fù)面影響，電網(wǎng)往往采取限制、隔離的方式來處理分 布式電源。IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)就對(duì)分布式發(fā)電的接入做出了以下規(guī)定：當(dāng)主電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)， 分布式發(fā)電單元必須馬上退出運(yùn)行。這就大大地限制了分布式發(fā)電充分發(fā)揮其效能。微電 網(wǎng)是解決分布式大規(guī)模分布式電源接入電網(wǎng)的有效解決途徑，是近年來分布式電源領(lǐng)域的 研究熱點(diǎn)。
[0003] 微電網(wǎng)在離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，微電網(wǎng)內(nèi)各分布式電源產(chǎn)生的電能和負(fù)荷需求之間容易出 現(xiàn)不平衡，將會(huì)導(dǎo)致微電網(wǎng)不穩(wěn)定；目前為了解決微電網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的有功功率平衡，采 用傳統(tǒng)電力系統(tǒng)分層控制思想，設(shè)置微電網(wǎng)集中控制器或能量管理系統(tǒng)，通過與各個(gè)微電 源通信，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，調(diào)節(jié)各微源功率輸出，以維持微電網(wǎng)系統(tǒng)的能量供需平衡。
[0004] 這種集中控制方法存在通信復(fù)雜、可靠性差、調(diào)試周期長(zhǎng)、建設(shè)成本高等問題，不 利于微電網(wǎng)的推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種基于移頻控制的微電網(wǎng)離網(wǎng)能量平衡控制方法，用以解 決現(xiàn)有技術(shù)通信復(fù)雜的問題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：
[0007] -種基于移頻控制的微電網(wǎng)離網(wǎng)能量平衡控制方法，儲(chǔ)能變流器實(shí)時(shí)檢測(cè)蓄電池 的SOC或端電壓，根據(jù)蓄電池的SOC或端電壓的大小自適應(yīng)改變頻率調(diào)整系數(shù)，根據(jù)公式f =f^+kiP+Q (式中：f是儲(chǔ)能變流器輸出頻率；fn是系統(tǒng)額定頻率；k i是儲(chǔ)能變流器頻率調(diào) 整系數(shù)；P是儲(chǔ)能的輸出有功功率；C1儲(chǔ)能變流器頻率調(diào)整常數(shù)。）改變輸出頻率；分布式 電源逆變器根據(jù)系統(tǒng)頻率的大小，與MPPT控制方式配合，調(diào)整自身出力。
[0008] 當(dāng)蓄電池的SOC或端電壓在正常范圍內(nèi)時(shí)，儲(chǔ)能變流器頻率調(diào)整系數(shù)工作于f =
分布式電源逆變器根據(jù)系統(tǒng)頻率的大小，與MPPT 控制方式配合，調(diào)整自身出力，使蓄電池工作在不充不放或小功率充電在狀態(tài)下，維護(hù)微電 網(wǎng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間離網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0009] 當(dāng)蓄電池的SOC或端電壓過高時(shí)，儲(chǔ)能變流器頻率調(diào)整系數(shù)工作于f =
限制分布式電源發(fā)電出力，使蓄電池工作 在一直放電模式。
[0010] 當(dāng)蓄電池的SOC或端電壓偏低時(shí)，儲(chǔ)能變流器頻率調(diào)整系數(shù)工作于f =
放開分布式電源最大出力，使蓄電池工作 在充電模式下。
[0011] Iimax是系統(tǒng)最大頻率，f min是系統(tǒng)最小頻率，P _是儲(chǔ)能變流器的最大有功功率。
[0012] 當(dāng)蓄電池的SOC或端電壓過低時(shí)，儲(chǔ)能變流器根據(jù)事先劃定的負(fù)荷等級(jí)通過出口 繼電器切除一部分不重要負(fù)荷，保障重要負(fù)荷繼續(xù)供電。
[0013] 微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率f <分布式電源功率限額開始頻率fsl時(shí)，分布式電源逆變器保 持最大功率跟蹤。
[0014] 分布式電源功率限額開始頻率fsl<微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率f <分布式電源功率降額開 始頻率fs2時(shí)，分布式電源逆變器停止最大功率跟蹤，保持當(dāng)前輸出功率。
[0015] 根據(jù)權(quán)利要求7所示的一種基于移頻控制的微電網(wǎng)離網(wǎng)能量平衡控制方法，其特 征在于，微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率f >分布式電源功率降額開始頻率fs2時(shí)，分布式電源逆變器按照
調(diào)節(jié)功率輸出；Pset是分布式電源逆變器有功功率輸出限定值;m為 分布式電源有功功率調(diào)整系數(shù)；fn為微電網(wǎng)系統(tǒng)額定頻率。
[0016] 本發(fā)明的方法不依賴通信和集中控制管理器，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)依賴通信的問 題，從而大大提高了控制穩(wěn)定性。并且通過儲(chǔ)能變流器移頻調(diào)節(jié)控制，分布式電源逆變器根 據(jù)微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率的大小和MPPT跟蹤模塊配合，自動(dòng)調(diào)整自身出力，平抑微電網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行 時(shí)的有功功率波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)離網(wǎng)能量平衡；可有效降低微電網(wǎng)的建設(shè)成本和調(diào)試周期。
【附圖說明】
[0017] 圖1微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0018] 圖2儲(chǔ)能變流器移頻調(diào)節(jié)控制特性曲線；
[0019] 圖3分布式電源逆變器功率調(diào)節(jié)控制特性曲線；
[0020] 圖4分布式電源逆變器頻率-有功自動(dòng)調(diào)節(jié)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0022] 微電網(wǎng)系統(tǒng)如圖1所示，包括分布式電源、蓄電池和負(fù)荷，分布式電源通過逆變器 (如圖所示的光伏逆變器）接入微電網(wǎng)交流母線，蓄電池通過儲(chǔ)能變流器接入交流母線。交 流母線在公共連接點(diǎn)PCC處通過開關(guān)與配電網(wǎng)相連。
[0023] 正常情況下，微電網(wǎng)通過PCC點(diǎn)和配電網(wǎng)相連并網(wǎng)運(yùn)行，與配電網(wǎng)進(jìn)行功率交換； 當(dāng)檢測(cè)到配電網(wǎng)出現(xiàn)電壓跌落、故障或者停電檢修時(shí)，微電網(wǎng)主動(dòng)與配電網(wǎng)斷開進(jìn)入離網(wǎng) 運(yùn)行模式，微電源向微電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷供電。
[0024] 離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，蓄電池（或稱為儲(chǔ)能電池）儲(chǔ)能作為主控型微電源，維持微電網(wǎng)電壓 頻率穩(wěn)定，平抑負(fù)荷的波動(dòng)。
[0025] 儲(chǔ)能電池基于移頻特性進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；儲(chǔ)能變流器實(shí)時(shí)檢測(cè)蓄電池的SOC(或端 電壓），根據(jù)蓄電池的SOC(或端電壓）的大小自適應(yīng)改變頻率調(diào)整系數(shù)，根據(jù)公式f = f^+kiP+Q改變輸出頻率。而分布式電源逆變器基于功率調(diào)節(jié)特性進(jìn)行控制，即分布式電源 逆變器根據(jù)系統(tǒng)頻率的大小和MPPT跟蹤模塊配合，自動(dòng)調(diào)整自身出力。儲(chǔ)能變流器和分布 式電源逆變器之間不需要通信，不依賴通信系統(tǒng)。
[0026] 下面結(jié)合附圖2、3、4對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0027] 圖2中，（1)當(dāng)儲(chǔ)能蓄電池端電壓（或S0C)在正常范圍內(nèi)時(shí)，儲(chǔ)能變流器頻率調(diào) 整系數(shù)工作在圖中曲線1，分