一種無通訊互聯線微網儲能系統及直流電壓偏差控制方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明屬于微電網技術領域，具體涉及一種無通訊互聯線微網儲能系統及直流電壓偏差控制方法。
【【背景技術】】
[0002]微網儲能系統由儲能元件、雙向直流變換器和雙向變流器組成，是微電網的重要組成部分。微電網存在并網和孤島兩種運行模式，當電網有電時，微電網運行于并網模式，儲能系統運行于P/Q模式，將多余的能量回饋給電網或者從電網吸收能量；當電網停電時，微電網運行于孤島模式，儲能系統運行于V/F模式，維持微電網系統交流電壓的穩定。
[0003]在微網儲能系統中，直流電壓的穩定直接影響了連接在直流母線上所有裝置的正常運行和直流潮流的穩定，因此對直流電壓的控制極其重要。當微電網從并網運行切換到孤島時，儲能系統中變流器從定直流電壓控制切換到定交流電壓控制，此時需要其他設備來接管直流電壓的控制，目前常用的控制方法有帶通訊互聯線的主從控制方法和無通訊互聯線的直流電壓斜率控制方法。其中，主從控制是一種需要裝置間通信的控制方法，增加了系統的復雜性，且動態響應較慢;直流電壓斜率控制是根據所測得的直流電壓數值時刻調整其直流功率的設定值，以維持直流電壓的穩定，缺點是采用斜率控制器的裝置其直流功率不能夠精確地跟蹤其設定值，從而無法實現直流功率的精確控制。
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【發明內容】
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[0004]本發明的目的在于克服上述不足，提供一種無通訊互聯線微網儲能系統及直流電壓偏差控制方法，使用電壓偏差控制使接儲能元件的直流變換器自適應地運行于恒功率模式或者定直流電壓模式。
[0005]為了達到上述目的，一種無通訊互聯線微網儲能系統，包括一臺接有超級電容具備直流電壓偏差控制功能的第一直流變換器，以及一臺接有蓄電池具備直流電壓偏差控制功能的第二直流變換器，第一直流變換器和第二直流變換器并聯后接入變流器，變流器將直流變成交流后輸出至負載。
[0006]所述直流電壓偏差控制功能通過直流電壓偏差控制器實現，直流電壓偏差控制器包括接收直流變換器η的功率給定值Prefn和直流變換器η的功率反饋值Pn的第一 PI控制器，第一 PI控制器將輸出的電流值做為電壓上偏差控制器的輸出上限值發送至第二 PI控制器，第二 PI控制器接收直流變換器η電壓上偏差控制器的電壓給定值Ud。—refHn和直流變換器η的電壓反饋值Udcn，第二 ΡΙ控制器將輸出的電流值做為電壓下偏差控制器的輸出下限值發送至第三PI控制器，第三PI控制器接收直流變換器η電壓下偏差控制器的電壓給定值Udc—refLn和直流變換器η的電壓反饋值Ud?，經過第三PI控制器得到的電流值做為直流變換器η的電流給定值，通過電流控制器來控制直流變換器η的直流潮流。
[0007]—種無通訊互聯線微網儲能系統的直流電壓偏差控制方法，包括以下步驟，
[0008]步驟101，在微網儲能系統中，包含一個具有定直流電壓控制功能的變流器，能夠在其功率允許范圍內穩定系統的直流電壓；
[0009]步驟102:在微網儲能系統中，接儲能元件的直流變換器具備直流電壓偏差控制功能，自適應地運行于恒功率或定直流電壓控制模式。
[0010]當變流器運行于定直流電壓控制模式時，直流變換器自適應運行于恒功率模式，功率值能夠設置。
[0011 ]當變流器運行于定交流電壓控制模式或故障時，直流變換器自適應運行于定直流電壓模式，直流電壓值為偏差電壓上限值或偏差電壓下限值，能夠分別設置。
[0012]所述直流電壓偏差控制功能通過以下方法實現，直流變換器η的功率給定值Prefn和直流變換器η的功率反饋值Pn，經過第一 PI控制器得到的電流值做為電壓上偏差控制器的輸出上限值;直流變換器η電壓上偏差控制器的電壓給定值Udc—rrfHn和直流變換器η的電壓反饋值Ud?，經過第二 ΡΙ控制器得到的電流值做為電壓下偏差控制器的輸出下限值;直流變換器η電壓下偏差控制器的電壓給定值Ud。—refLn和直流變換器η的電壓反饋值Ud?，經過第三PI控制器得到的電流值做為直流變換器η的電流給定值，通過電流控制器來控制直流變換器η的直流潮流。
[0013]與現有技術相比，本發明通過一臺具有定直流電壓控制功能的雙向變流器，能在其功率允許范圍內穩定系統的直流電壓，以及兩個具有電壓偏差控制能力的接儲能元件的直流變換器，能夠自適應地工作于恒功率模式或定直流電壓控制模式，當系統并網運行時，變流器運行于定直流電壓控制模式，具有直流電壓偏差控制器的直流變換器運行于恒功率模式，可以通過對功率值的設置對直流潮流進行控制；當系統切到孤島運行或變流器故障時，變流器失去對直流電壓的控制能力，當直流電壓上升至直流電壓偏差控制器的上偏差限值時，直流變換器將直流電壓穩定在上偏差限值；當直流電壓下降至直流電壓偏差控制器的下偏差限值時，直流變換器將直流電壓穩定在下偏差限值，當系統切回到并網運行或變流器從故障中恢復時，變流器重新接管直流電壓控制，直流變換器恢復功率控制能力，該方法無需裝置之間的通訊互聯線，簡化了系統的復雜性，可靠性強，動態響應快。
【【附圖說明】】
[0014]圖1為本發明無通訊互聯線微網儲能系統的直流電壓偏差控制方法的流程圖；
[0015]圖2為本發明應用無通訊互聯線微網儲能系統的直流電壓偏差控制方法的微網儲能系統結構圖；
[0016]圖3為本發明直流電壓偏差控制器的控制框圖；
[0017]圖4為本發明無通訊互聯線微網儲能系統的直流電壓偏差控制方法的運行模式一的工作原理圖；
[0018]圖5為本發明無通訊互聯線微網儲能系統的直流電壓偏差控制方法的運行模式二的工作原理圖。
【【具體實施方式】】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。
[0020]參見圖2，一種無通訊互聯線微網儲能系統，包括一臺接有超級電容具備直流電壓偏差控制功能的第一直流變換器，以及一臺接有蓄電池具備直流電壓偏差控制功能的第二直流變換器，第一直流變換器和第二直流變換器并聯后接入變流器，變流器將直流變成交流后輸出至負載。
[0021]參見圖3，直流電壓偏差控制功能通過直流電壓偏差控制器實現，直流電壓偏差控制器包括接收直流變換器η的功率給定值Prefn和直流變換器η的功率反饋值Pn的第一 PI控制器，第一 PI控制器將輸出的電流值做為電壓上偏差控制器的輸出上限值發送至第二 PI控制器，第二PI控制器接收直流變換器η電壓上偏差控制器的電壓給定值Udc—rrfHn和直流變換器η的電壓反饋值Udcn，第二 PI控制器將輸出的電流值做為電壓下偏差控制器的輸出下限值發送至第三PI控制器，第三PI控制器接收直流變換器η電壓下偏差控制器的電壓給定值Udc—refLn和直流變換器η的電壓反饋值Udcn，經過第三PI控制器得到的電流值做為直流變換器η的電流給定值，通