[发明专利]一种模块化微电网及其蓄电池充放电协调控制的方法

说明书

本发明公开了一种模块化微电网及其蓄电池充放电协调控制的方法，能够使蓄电池处于稳定可控的充放电状态，平抑蓄电池能量波动，使蓄电池充放电特性趋于一致，减小能量冲击幅度，提高蓄电池寿命、供电质量和供电可靠性。该模块化微电网包括多个模块，其中，每个模块包括柴油发电机、蓄电池、风力发电机、光伏发电机、以及负荷中的一者或者多者；模块化微电网还包括设置在每个模块中的代理通信节点以形成稀疏通信网络；代理通信节点用于通过稀疏通信网络交互充放电功率信息，并根据获取的功率信息来设置功率松弛模块与模块化微电网的交互功率以使模块化微电网中多个模块的蓄电池充放电功率趋于一致。

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，尤其涉及一种模块化微电网及其蓄电池充放电协调控制的方法。

背景技术

微电网是一种将分布式电源、负荷、储能装置、变流器以及监控保护装置有机整合在一起的小型发配电系统。由于传统的微电网具有公共总线和层次控制结构，对微电网的结构和容量扩展非常复杂和昂贵。模块化微电网由三端口变流器、蓄电池、负荷、风光发电单元以及备用柴油发电机组成。模块化微电网便于扩容，且通过运行控制和能量管理等，可以实现模块独立运行或互联运行、降低间歇性分布式电源给配电网带来不利影响，最大限度地利用可再生能源电源出力，提高供电可靠性和电能质量，实现了从传统的柴油发电系统到清洁能源发电系统的转变。

从国家能源战略规划、社会行业发展和电网企业发展来看，模块化微电网技术将面临发展机遇和挑战，未来孤岛上的负荷也逐渐增加，而蓄电池储能系统是微电网的薄弱环节，蓄电池寿命直接影响微电网的收益，则蓄电池组能量管理系统不宜采取传统电网的集中通讯管理方式，因此分布式储能在工程应用和海岛推广意义上具有很大的价值。

分布式储能可以用于解决分布式电源接入和负荷快速增长给电力系统的运行于规划带来的问题与挑战。然而，现有的模块化微电网在互联运行时，各模内的蓄电池处于不同的充放电状态，能量波动和冲击幅度大，不仅会缩短蓄电池寿命较，还会降低电能质量和供电可靠性，并导致系统维护和运行成本较高。

发明内容

本发明的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种模块化微电网及其充放电一致性协调控制的方法，能够使蓄电池处于稳定可控的充放电状态，平抑蓄电池能量波动，使蓄电池充放电特性趋于一致，减小能量冲击幅度，提高蓄电池寿命、供电质量和供电可靠性，便于系统维护，并降低模块化微电网的运行和维护成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下各方面。

一种模块化微电网，其包括多个模块，其中，每个模块包括柴油发电机、蓄电池、风力发电机、光伏发电机、以及负荷中的一者或者多者；

每个模块构成独立的电源区域，其中，柴油发电机和负荷连接至配电网络，蓄电池通过三端口变流器连接至配电网络，风力发电机通过交流控制器连接至配电网络，光伏发电机通过逆变器连接至配电网络；每个模块通过变压器连接到输电网络；

所述模块化微电网还包括设置在每个模块中的代理通信节点以形成稀疏通信网络；代理通信节点用于通过稀疏通信网络交互充放电功率信息，并以模块化微电网中各模块内各组成单元之间的能量守恒关系和模块之间的功率交换能量守恒关系为约束条件，根据获取的功率信息来设置模块与模块化微电网的交互功率以使模块化微电网中多个模块的蓄电池充放电功率趋于一致。

优选的，至少有一个模块为功率松弛模块，选取具有柴油发电机的模块为功率松弛模块，其余为非功率松弛模块；功率松弛模块中的代理通信节点与所有非功率松弛模块中的代理通信节点连接以向其发送功率松弛模块的充放电功率信息；相邻的非功率松弛模块中的代理通信节点之间相互连接以相互发送其所属模块的充放电功率信息。

优选的，所述蓄电池连接到三端口变流器的直流端口，三端口变流器包括：