交直流混合微電網協調控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種交直流混合微電網協調控制系統，尤其涉及一種母線占優的交直流混合微電網系統。
【背景技術】
[0002]隨著電力行業的進步和發展，微電網以其靈活的可調度性、供電效率的可靠性以及本地用電需求的獨立性等優勢得到了迅猛的發展。光伏發電、風力發電等這些分布式發電(Distributed Generat1n，DG)設備配備儲能及就近消納的符合以及相應的控制裝置接入配電網，構成的微電網(Micro-Grid，MG)，在并網運行時可作為可控的負荷和電源。
[0003]交直流混合微電網是指既含有交流微電網又含有直流微電網，既可以直接向交流負荷供電又可以直接向直流負荷供電的微電網，既滿足直流負載接入需，又滿足交流負載接入。交直流混合微電網根據應用場景可分為交流配電網接入及直流配電網接入，運行模式有并網及離網兩種模式，離網時又根據直流微電網及交流微電網容量不同，分為交流為主或直流為主。然而，面對如此多的運行模式，必須要有一定的控制方式，實現交直流混合微電網不同運行模式下的穩定控制。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種“交流母線占優”的交直流混合微電網協調控制系統和一種“直流母線占優”的交直流混合微電網協調控制系統，用以解決交直流混合微電網在不同運行模式下交流微電網和直流微電網之間穩定控制的問題。
[0005]為實現上述目的，本發明的方案包括:
[0006]一種交流母線占優的交直流混合微電網協調控制系統，包括交流微電網和直流微電網，交流微電網包括交流母線，直流微電網包括直流母線，交流母線和直流母線之間通過協調控制器連接，其特征在于，交直流混合微電網通過交流母線連接公共連接點PCC并入交流電網；重要負荷配置在所述交直流混合微電網的交流微電網一側，儲能裝置優先配置在交流微電網一側；交流微電網的儲能裝置通過儲能逆變器連接到交流母線；直流微電網的儲能裝置通過儲能變流器連接到直流母線。
[0007]進一步的，所述協調控制系統并網運行時，交流電網控制混合微電網的交流母線電壓和頻率，協調控制器工作于直流電壓源模式控制直流母線電壓；離網運行時，交流微電網的儲能變流器工作于電壓源模式來控制交流母線電壓和頻率，協調控制器工作于直流電壓源模式控制直流母線電壓，直流儲能變流器工作于電流源模式以支撐直流微電網。
[0008]進一步的，在離網運行時，所述交流微電網的儲能變流器發生故障，協調控制器運行于交流電壓源模式控制交流母線的電壓和頻率，直流微電網的儲能變流器控制直流母線電壓。
[0009]一種直流母線占優的交直流混合微電網協調控制系統，包括交流微電網和直流微電網，交流微電網包括交流母線，直流微電網包括直流母線，交流母線和直流母線之間通過協調控制器連接，交直流混合微電網通過直流母線連接公共連接點PCC并入直流電網；重要負荷配置在所述交直流混合微電網的直流微電網一側，儲能裝置優先配置在直流微電網一測；交流微電網的儲能裝置通過儲能逆變器連接到交流母線；直流微電網的儲能裝置通過儲能變流器連接到直流母線。
[0010]進一步的，所述協調控制系統并網運行時，直流電網控制混合微電網的直流母線電壓，協調控制器工作于交流電壓源模式控制交流母線電壓和頻率；離網運行時，直流微電網的儲能變流器工作于電壓源模式來控制直流母線電壓，協調控制器工作于交流電壓源模式控制交流母線電壓和頻率，交流儲能逆變器工作于電流源模式以支撐交流微電網。
[0011]進一步的，在離網運行時，所述直流微電網的儲能變流器發生故障，協調控制器運行于直流電壓源模式控制直流母線的電壓，交流微電網的儲能變流器控制交流母線電壓和頻率。
[0012]本申請提供的交直流混合微電網協調控制系統，根據建設目標的不同，通過“交流母線占優”和“直流母線占優型”兩種交直流混合微電網的建設，能夠適應混合微電網的多種運行模式，有效的適應不同建設目標的需要；通過基于上述兩種混合微電網進行的控制方式，能夠很好的實現混合微電網的不同運行模式下交直流混合微電網的穩定控制。
【附圖說明】
[0013]圖1是“交流母線占優型”混合微電網結構示意圖；
[0014]圖2是“交流母線占優型”混合微電網離網運行時主要模式示意圖；
[0015]圖3是“交流母線占優型”混合微電網離網運行時備用模式示意圖；
[0016]圖4是“直流母線占優型”混合微電網結構示意圖；
[0017]圖5是“直流母線占優型”混合微電網離網運行時主要模式示意圖；
[0018]圖6是“直流母線占優型”混合微電網離網運行時備用模式示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。
[0020]交直流混合微電網既含有交流微電網又含有直流微電網，通過“交直流混合微電網協調控制器”(AC/DC Micro-Grid coordinating controller，簡稱“協調控制器”)連接交流微電網母線和直流微電網母線，實現交流微電網與直流微電網的混聯。在本發明中，根據交直流混合微電網建設目標不同，將重要負荷配置在交流微電網的一側，儲能也優先配置在交流微電網，同時交直流混合微電網通過連接于交流母線的公共連接點PCC并入交流配電網，而直流微電網則處于附屬地位，這種配置的混合微電網稱為“交流母線占優型”交直流混合微電網；相對應的，將重要負荷配置在直流微電網的一側，儲能也優先配置在直流微電網，同時交直流混合微電網通過連接于直流母線的公共連接點PCC并入直流配電網，而交流微電網在交直流混合微電網中則處于附屬地位，這種配置的混合微電網稱為“直流母線占優型”混合微電網。需要說明的是，重要負荷是這類裝置和設備不能正常運行時，可能危及到人身安全，或造成功能下降、經濟損失，或被用戶認為會對其財產造成重大的損失等，所以又稱為關鍵負荷。為了保證這類負荷供電的聯系性及穩定性，需要配置儲能裝置維持電網斷電情況下的持續供電:重要負荷在交流側較多時儲能優先配置在交流母線側，重要負荷在直流側較多時儲能優先配置在直流母線側)。
[0021]“交流母線占優型”交直流混合微電網實施例
[0022]如圖1所示，是“交流母線占優型”交直流混合微電網的結構示意圖，從圖中可以看出，交直流混合微電網中包括交流微電網和直流微電網，直流微電網中包括直接連接到直流母線上的直流負荷，通過DC/DC變流器連接到直流母線上的儲能裝置和分布式發電設備；交流微電網中包括直接連接到交流母線上的交流負荷，通過AC/DC逆變器連接到交流母線上的儲能裝置和分布式發電設備，交流微電網和直流微電網通過交直流混合微電網協調控制器連接，協調控制器連接交流母線和直流母線。同時，重要負荷配置在交流微電網偵牝儲能也優先配置在交流微電網側，交直流混合微電網通過交流母線連接的公共連接點PCC連接到大電網。
[0023]并網運行時，混合微電網中的交流微電網以交流大電網為支撐，交流大電網用以穩定交流微電網的電壓和頻率；此時，交直流混合微電網的協調控制器運行于直流電壓源模式，以穩定直流微電網的電壓；而交直流混合微電網之間的能量則根據負荷的需要、以及分布式電源的出力情況在交流微電網和直流微電網之間進行自由的流動，從而達到交直流混合微電網的穩定控制。
[0024]在并網轉離網運行時，交流微電網的儲能變流器轉換成電壓源模式運行，用以控制調節交流母線的電壓和頻率，由于分布式電源、儲能優先配置在交流微電網側，所以交流電源備用容量較強；而協調控制器則工作于直流電壓源模式以控制直流母線的電壓，直流微電網的儲能變流器則工作于電流源模式，向直流微電網提供功率支撐；交流微電網與直流微電網之間則根據直流微電網側負荷需求和分布式電源出力情況進行自由的能量流動。這種運行模式是“交流占優型”交直流混合微電網在離網運行的主要運行模式，如圖2所示，即交直流混合微電網以交流微電網為支撐。
[0025]在離網運行時，當混合微電網的交流微電網中儲能變流器出現故障，將進行離網運行的主要模式到備用模式的切換:交流微電網儲能變流器退出運行，協調控制器由直流電壓源