一種自適應移動微電網能量交互系統的控制方法技術方案

本發明專利技術涉及新能源接入電力系統支撐技術，具體講涉及一種自適應移動微電網能量交互系統的控制方法。該方法用的系統包括能量交互子系統和控制器，所述能量交互子系統通過控制器進行控制；所述方法為雙向功率控制，包括下述步驟：（1）控制器在上層控制系統采集風電、光伏和儲能系統的聯合發電實際出力以及風電和光伏的聯合發電實際出力；（2）功率校正；（3）混合儲能系統的功率分配。該方法克服現有設備及控制技術的不足，按照源、網、荷的不同狀態和運行方式，動態適應電壓、電流、功率以及電能質量的變化，利用統一的信息和運算節點，自適應自動改變運行控制方式，實現可持續高可靠性安全穩定供電。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及新能源接入電力系統支撐技術，具體講涉及。該方法用的系統包括能量交互子系統和控制器，所述能量交互子系統通過控制器進行控制；所述方法為雙向功率控制，包括下述步驟：（1）控制器在上層控制系統采集風電、光伏和儲能系統的聯合發電實際出力以及風電和光伏的聯合發電實際出力；（2）功率校正；（3）混合儲能系統的功率分配。該方法克服現有設備及控制技術的不足，按照源、網、荷的不同狀態和運行方式，動態適應電壓、電流、功率以及電能質量的變化，利用統一的信息和運算節點，自適應自動改變運行控制方式，實現可持續高可靠性安全穩定供電。【專利說明】
本專利技術涉及新能源接入電力系統支撐技術，具體講涉及。
技術介紹
隨著用戶對供電高可靠性和高電能質量的要求，以及大量具有隨即性和間隙性的分布式電源、微電網以多種方式(不同電壓等級、不同接入方式、不同接入容量、不同并網接口、不同控制方式)接入配電網，給配電網的穩定運行提出了更高的要求。儲能電池系統依靠單一的DC/DC接口和DC/AC接口實現與交直流電網的互聯，可以一定程度的起到優化電網的能量管理與調度，提高用戶的能量管理水平和提高供電可靠性的作用；儲能系統配置協調運行與能量管理系統后，可以一定程度改善系統的供電質量和電壓穩定性，但如何高效穩定接入/退出交直流供用電系統，有效抑制電力系統的頻率漂移，改善系統的功角穩定性的作用:對大型供電系統，實現友好接入，起到支撐作用；對關鍵負荷，實現高可靠性供電，起到穩定保障作用；對分布式電源，起到平抑波動，實現高質量并網是一個亟需解決的問題。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術的目的是提供，該方法克服現有設備及控制技術的不足，按照源、網、荷的不同狀態和運行方式，動態適應電壓、電流、功率以及電能質量的變化，利用統一的信息和運算節點，自適應自動改變運行控制方式，實現可持續高可靠性安全穩定供電。本專利技術的目的是采用下述技術方案實現的:本專利技術提供，其改進之處在于，所述方法用的系統包括能量交互子系統和控制器，所述能量交互子系統通過控制器進行控制；所述方法為雙向功率控制，包括下述步驟:(I)控制器在上層控制系統采集風電、光伏和儲能系統的聯合發電實際出力以及風電和光伏的聯合發電實際出力；(2)功率校正；(3)混合儲能系統的功率分配。進一步地，所述步驟(2)中，功率校正包括功率粗調和功率細調；所述功率細調為閉環調節過程，根據風電、光伏和儲能系統的聯合發電實際出力PW-PV-B和風電、光伏和儲能系統的聯合發電出力設定值Pref的偏差，采用統一信息控制節點內的比例-積分控制規則進行負反饋控制；功率粗調是根據風電和光伏的聯合發電實際出力PW-PV和風電、光伏和儲能系統的聯合發電出力設定值Pref的偏差采用統一信息控制節點內的比例控制規則進行調節。進一步地，在功率校正過程中，控制器引入統一的前饋控制環節，即當風電、光伏發電出力發生波動時，輸出穩定控制信號，在風電、光伏和儲能系統發電總功率偏差發生之前進行控制。進一步地，所述步驟(3)中，混合儲能系統的功率分配包括:混合儲能系統的有功功率補償用于彌補和吸收輸入母線有功和輸出母線有功之間的差值，利用統一信息控制節點控制，當輸入大于輸出時，混合儲能系統用于吸收多余的有功功率，反之，混合儲能系統用于補償系統所缺的有功功率。進一步地，所述統一信息控制節點控制的信息包括風電、光伏和儲能系統的電量信息和非電量信息，所述電量信息包括電壓信息、電流信息、頻率信息、相位信息、能量信息和功率信息；所述非電量信息包括環境信息、狀態信息、時間信息、空間信息、制式信息和模式信息。進一步地，所述混合儲能系統包括超級電容和儲能電池，所述超級電容承擔混合儲能系統有功功率補償中的高頻波動分量；所述儲能電池承擔混合儲能系統有功功率補償中的低頻波動分量；混合儲能系統功率分配包括:A、混合儲能系統功率輸出參考值輸入到控制器中進行功率分配；B、功率分配后輸出的儲能電池功率參考值和儲能電池荷電狀態一起輸入到模糊自適應控制器進行功率修正，得到儲能電池的修正功率；C、功率分配后輸出的超級電容功率參考值和超級電容荷電狀態一起輸入到模糊自適應控制器進行功率修正，得到超級電容的修正功率。進一步地，所述步驟B和步驟C為并列關系。能量交互子系統包括電壓識別模塊、變壓器、AC/DC雙向接口、DC/DC雙向接口、DC/AC雙向接口和儲能模塊；所述系統的輸入端分別設有AC電壓識別模塊和DC電壓識別模塊；所述AC電壓識別模塊分別與變壓器和AC/DC雙向接口連接；所述DC電壓識別模塊分別與DC/DC雙向接口和直流母線連接；所述AC/DC雙向接口連接至直流母線上；所述直流母線通過DC/DC雙向接口連接至恒壓直流母線上，所述恒壓直流母線分別通過DC/AC雙向接口和DC/DC雙向接口輸出穩定的電壓。所述AC電壓識別模塊和DC電壓識別模塊均包括依次連接的二次電壓檢測單元和電壓識別單元。所述AC電壓識別模塊和DC電壓識別模塊或由單個制式電壓自識別模塊代替，所述制式電壓自識別模塊包括依次連接的二次電壓檢測單元、電壓識別單元和通道選擇單J Li ο所述儲能模塊包括功率型儲能元件和能量型儲能元件；所述功率型儲能元件一端連接至直流母線，另一端接地；采用超級電容自適應調節實現；所述能量型儲能元件一端連接至恒壓直流母線，另一端接地，采用儲能電池控制調節實現。所述DC/DC雙向接口的電壓變化率小于等于5%，輸出直流電壓的在50%_300%之間，用于直流輸入輸出隔離與保護； 所述DC/AC雙向接口輸出交流電壓在50%_200%之間，用于交流輸入輸出的動態自適應保護。與現有技術比，本專利技術達到的有益效果是:1、本專利技術提供的一種自適應動態隨電流方向改變的雙方向功率控制方法，該方法依據統一節點信息，設定了智能自適應控制策略，利用能量交互子系統，分別按照供電制式和電壓設定，并動態的隨需求側響應和電流方向自動改變，從而解決了新能源接入系統并網點由于間歇式電源所引起的電流方向不確定、兩側電源容量懸殊，引起功率方向難以控制和負荷高可靠性穩定供電的問題，同時自適應多接口的控制可以滿足復雜條件下的電能變換和存儲。2、本專利技術起到優化電網的能量管理與調度，提高用戶的能量管理水平和提高供電可靠性的作用；儲能系統配置協調運行與能量交互子系統后，改善系統的供電質量和電壓穩定性，實現高效穩定接入/退出交直流供用電系統，有效抑制電力系統的頻率漂移，改善系統的功角穩定性的作用:對大型供電系統，實現友好接入，起到支撐作用；對關鍵負荷，實現高可靠性供電，起到穩定保障作用；對分布式電源，起到平抑波動，實現高質量并網。3、本專利技術構思巧妙，節點統一控制靈活有效，控制方法可靠有效，在不同容量不同電壓等級的移動微電網接入電力系統已經獲得應用，應用結果表明動態自適儲能系統對于間歇式、不穩定的分布發電或微電網接入電力系統以及不穩定供電系統的供電是理想的配置方法。本專利技術為提高供電可靠性、高效接納綠色電力、節能降損、減少碳排放提供了有效的技術支撐。【專利附圖】【附圖說明】圖1是本專利技術提供的自適應移動微電網能量交互系統的控制方法的流程圖；圖2是本專利技術提供的統一信息控制節點控制的示意圖；圖3是本專利技術提供的統一系統功率校正控制流程圖；圖4是本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自適應移動微電網能量交互系統的控制方法，其特征在于，所述方法用的系統包括能量交互子系統和控制器，所述能量交互子系統通過控制器進行控制；所述方法為雙向功率控制，包括下述步驟：（1）控制器在上層控制系統采集風電、光伏和儲能系統的聯合發電實際出力以及風電和光伏的聯合發電實際出力；（2）功率校正；（3）混合儲能系統的功率分配。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳鳴，劉海濤，蘇劍，季宇，李洋，呂志鵬，郭威，
申請(專利權)人：國家電網公司，中國電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：