一種岸電電源系統(tǒng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于分布式直流微電網(wǎng)新型岸電電源系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外岸電電源系統(tǒng)一般采用“整流器+逆變器”相組合的方式，在實際應(yīng)用過程中，其單一的供電電源設(shè)計，降低了岸電系統(tǒng)的可靠性。為了保證岸電系統(tǒng)供電的可靠性，現(xiàn)有的岸電電源系統(tǒng)中已經(jīng)開始引入分布式微網(wǎng)系統(tǒng)替代原有的“整流器+逆變器”的系統(tǒng)。
[0003]但是，由于交流微電網(wǎng)系統(tǒng)在應(yīng)用過程中，存在電壓頻率和相位同步的問題，使得使用交流微電網(wǎng)的岸電系統(tǒng)控制策略復(fù)雜，同時也增加了岸電系統(tǒng)的投資成本，因此提出了應(yīng)用直流微電網(wǎng)系統(tǒng)的岸電系統(tǒng)，用以避免具有分布式微電網(wǎng)的岸電系統(tǒng)在運行控制過程中存在的電壓頻率和相位同步的問題，提高岸電電源系統(tǒng)的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于分布式直流微電網(wǎng)岸電系統(tǒng)的控制方法，用以解決現(xiàn)有岸電電源系統(tǒng)可靠性不高的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:
[0006]—種岸電電源系統(tǒng)控制方法，該控制方法所基于的岸電電源系統(tǒng)中直流微電網(wǎng)通過直流母線連接雙向AC/DC變流器后接入大電網(wǎng)，分布式發(fā)電設(shè)備通過雙向DC/DC變換器連接到直流微電網(wǎng)的直流母線，所述控制方法包括如下步驟:
[0007]步驟1):雙向AC/DC變流器持續(xù)檢測交流電網(wǎng)的電壓，判斷岸電電源系統(tǒng)是否處于正常運行狀態(tài)；如果處于正常運行狀態(tài)則雙向AC/DC變流器控制直流母線電壓穩(wěn)定；如果處于非正常運行狀態(tài)則轉(zhuǎn)到步驟2)進行失電控制；
[0008]步驟2):確認雙向DC/DC變換器是否處于正常工作狀態(tài)，然后雙向AC/DC變流器向直流微電網(wǎng)中處于正常工作狀態(tài)的雙向DC/DC變換器發(fā)送離網(wǎng)運行指令，使其控制直流母線電壓穩(wěn)定，同時雙向AC/DC變流器檢測交流電網(wǎng)電壓，若恢復(fù)正常則轉(zhuǎn)到步驟3)進行電網(wǎng)恢復(fù)，若沒有恢復(fù)正常則持續(xù)運行步驟2);
[0009]步驟3):雙向AC/DC變流器重新恢復(fù)對直流母線電壓的穩(wěn)定控制，雙向DC/DC變換器退出對直流母線電壓的穩(wěn)定控制。
[0010]進一步的，在進行失電控制時，首先判斷是否存在計劃孤島設(shè)置；若存在計劃孤島設(shè)置，則在執(zhí)行步驟2)時雙向AC/DC變流器停止控制直流母線電壓，再向雙向DC/DC變換器發(fā)送離網(wǎng)命令；若不存在計劃孤島設(shè)置則直接執(zhí)行步驟2)。
[0011]進一步的，步驟3中電網(wǎng)恢復(fù)包括計劃孤島設(shè)置下的恢復(fù)和非計劃孤島下的恢復(fù)；若是計劃孤島下的恢復(fù)則先退出計劃孤島設(shè)置，則系統(tǒng)進入非計劃孤島下的恢復(fù)控制策略，若電網(wǎng)真實恢復(fù)，則執(zhí)行步驟3，若電網(wǎng)未真實恢復(fù)，則保持孤島狀態(tài)；若是非計劃孤島下的恢復(fù)則直接執(zhí)行步驟3);其中，計劃孤島是指電網(wǎng)并非真實失電，只是通過開關(guān)設(shè)備使系統(tǒng)與電網(wǎng)隔開的狀態(tài)；非計劃孤島時，電網(wǎng)真實失電，無論開關(guān)設(shè)備是否使系統(tǒng)與電網(wǎng)隔開的狀態(tài)。進一步的，直流微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)具有單個儲能單元，則直接執(zhí)行步驟2)，單個儲能單元的雙向DC/DC變換器變換控制模式來穩(wěn)定直流母線電壓。
[0012]進一步的，直流微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)具有多個主從式儲能單元，執(zhí)行步驟2)時設(shè)置一臺雙向DC/DC變換器為主機來轉(zhuǎn)換控制模式，用以穩(wěn)定直流母線電壓，其他雙向DC/DC變換器工作狀態(tài)不變。
[0013]直流微電網(wǎng)具有多個并機式儲能單元，執(zhí)行步驟2)時所有雙向DC/DC變換器均轉(zhuǎn)換控制模式來穩(wěn)定直流母線電壓。
[0014]本發(fā)明提供一種基于分布式直流微電網(wǎng)岸電電源系統(tǒng)的控制方法，在離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)時，不需要檢測微電網(wǎng)系統(tǒng)的頻率、相位與大電網(wǎng)系統(tǒng)的頻率、相位即可進行并網(wǎng)，因而能夠有效的避免現(xiàn)有交流微電網(wǎng)岸電電源系統(tǒng)中存在的電壓頻率和相位同步問題，簡化系統(tǒng)控制的復(fù)雜性，提高岸電電源的可靠性。
[0015]同時，在電網(wǎng)恢復(fù)時，分為計劃孤島設(shè)置和非計劃孤島設(shè)置，可以有效的防止在電網(wǎng)處于非真實失電、僅是通過開關(guān)設(shè)備使系統(tǒng)與電網(wǎng)隔開狀態(tài)時，出現(xiàn)電網(wǎng)真實失電，又恢復(fù)所述計劃孤島這一工作情況。
【附圖說明】
[0016]圖1是基于分布式直流微電網(wǎng)岸電電源系統(tǒng)原理圖；
[0017]圖2是基于分布式直流微電網(wǎng)岸電電壓系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖；
[0018]圖3是系統(tǒng)具有單個儲能單元時并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)的控制策略示意圖；
[0019]圖4是系統(tǒng)具有單個儲能單元時離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)的控制策略示意圖；
[0020]圖5是系統(tǒng)具有多個主從式儲能單元時并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)的控制策略示意圖；
[0021]圖6是系統(tǒng)具有多個主從式儲能單元時離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)的控制策略示意圖；
[0022]圖7是系統(tǒng)具有多個并機式儲能單元時并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)的控制策略示意圖；
[0023]圖8是系統(tǒng)具有多個并機式儲能單元時離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)的控制策略示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0025]本發(fā)明提供的一種分布式直流微電網(wǎng)岸電電源系統(tǒng)的控制方法，如圖1所示，是本發(fā)明基于分布式直流微電網(wǎng)岸電電源系統(tǒng)的原理圖，采用分布式直流微電網(wǎng)系統(tǒng)替代原有的整流器+逆變器相結(jié)合的系統(tǒng)，在各種分布式直流電源裝置連接到直流微電網(wǎng)的直流母線上，直流母線連接雙向AC/DC變流器將直流微電網(wǎng)連接到大電網(wǎng)。具體的，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示，光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、負荷以及船舶等通過雙向DC/DC變換器連接到直流微電網(wǎng)的直流母線上，功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)PCS、保護及測控單元連接到直流微電網(wǎng)的直流母線上，各個雙向DC/DC變換器、PCS中的HMI和BMS等通過總線連接到控制裝置和HMI進行實時監(jiān)控。
[0026]根據(jù)岸電電源系統(tǒng)中直流微電網(wǎng)功率轉(zhuǎn)換單元的不同(單個儲能單元、多個主從式儲能單元、多個并機式儲能單元)，實施不同的控制方法，同時，在進行失電控制和電網(wǎng)恢復(fù)時，將岸電系統(tǒng)分為計劃孤島和非計劃孤島兩種情況，其中計劃孤島，是指電網(wǎng)并非真實失電，只是通過開關(guān)設(shè)備使系統(tǒng)與電網(wǎng)隔開；非計劃孤島，是指電網(wǎng)真實失電，無論開關(guān)設(shè)備是否使系統(tǒng)與電網(wǎng)隔開。根據(jù)上述三種不同的模式，具體控制方法如下:
[0027]1)單個儲能單元
[0028]如圖3所示，是本發(fā)明中分布式直流微電網(wǎng)具有單個儲能單元時并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)下控制方法的示意圖，此時儲能單元支撐直流母線電壓。所謂單個儲能單元，是指功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)PCS中具有一套控制系統(tǒng)和一套儲能裝置。分布式直流微電網(wǎng)岸電電源系統(tǒng)正常運行時，處于并網(wǎng)運行狀態(tài)，雙向AC/DC變流器控制直流母線保證其電壓穩(wěn)定，同時雙向AC/DC變流器時刻檢測交流側(cè)電壓。
[0029]如果電網(wǎng)出現(xiàn)離網(wǎng)孤島情況，則進行電網(wǎng)失電控制:分為計劃孤島和非計劃孤島兩種控制方式。若存在計劃孤島設(shè)置，則雙向AC/DC變流器檢測雙向DC/DC變換器的工作狀態(tài)，確認其處在正常工作狀態(tài)后，雙向AC/DC變流器停止控制直流母線電壓，同時向雙向DC/DC變換器下發(fā)離網(wǎng)運行指令，雙向DC/DC變換器接收到離網(wǎng)運行指令后，轉(zhuǎn)換控制模式，控制直流母線電壓保證其穩(wěn)定；若存在非計劃孤島，則雙向AC/DC變流器檢測到交流側(cè)電壓跌落，并確認雙向DC/DC變換器處在正常工作狀態(tài)后，向雙向DC/DC變換器下發(fā)離網(wǎng)運行指令，雙向DC/DC變換器轉(zhuǎn)換模式控制直流母線電壓，保證其電壓穩(wěn)定。
[0030]如圖4所示，是本發(fā)明中分布式直流微電網(wǎng)具有單個儲能單元時離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)下控制方法的示意圖，此時電網(wǎng)側(cè)雙向AC/DC變流器支撐母線電壓。電網(wǎng)恢復(fù)時，首先查看岸電電源系統(tǒng)是否存在計劃孤島或者非計劃孤島的設(shè)置。雙向AC/DC變流器檢測到交流電壓恢復(fù)，且不存在計劃孤島設(shè)置時，雙向AC/DC變流器恢復(fù)直流母線電壓支撐控制，待控制穩(wěn)定后，向雙向DC/DC變換器下發(fā)并網(wǎng)運行指令，雙向DC/DC變換器接收到并網(wǎng)運行指令后，轉(zhuǎn)換控制模式，退出直流母線電壓的控制支撐；若存在計劃孤島設(shè)置時，不進行任何操作。待退出計劃孤島設(shè)置后，再執(zhí)行無計劃孤島設(shè)置時的并網(wǎng)控制策略。
[0031]2)多個主從式儲能單元
[0032]如圖5所示，是本發(fā)明中分布式直流微電網(wǎng)具有多個主從式儲能單元時并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)下控制方法的示意圖，此時儲能單元支撐直流母線電壓。所謂多個主從式儲能單元，是指在功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)PCS具有一套控制系統(tǒng)控制多套儲能裝置，其中一套儲能裝置作為主機，其余儲能裝置作為