[发明专利]一种交流微网孤岛模式下的分散式储能SOC控制及整合方法

说明书

本发明涉及电气工程技术领域，旨在提供一种交流微网孤岛模式下的分散式储能SOC控制及整合方法。该方法通过设计结合下垂控制的分散式控制方法可合理分配网内多个储能输出功率，控制过程无需中央控制器，在节约通信电缆成本的同时消除因通信延迟带来的不利影响，多个储能将共同支撑母线电压频率，实现多储能即插即用，实时切出功能。通过监控储能直流侧输出功率，可计算储能电荷状态SOC值实时变化，引入基于SOC变下垂控制的逆变频率偏移量，可实现多储能间SOC更快平衡，有效提高储能整体工作效率。通过整合储能在该控制方法下的SOC状态，搭建网区电压频率变化模型及电压幅值变化模型，可使储能合理调控网内其他微源输出的有功、无功功率。

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，更详细地说，涉及一种交流微网孤岛模式下的分散式储能SOC控制及整合方法。

背景技术

随着社会日益发展，建设以风力、水力、光伏等可再生能源发电的微网已经成为世界各国新能源发展重要战略。世界各地已经建成大量微网示范工程，微网化建设将是电网未来发展重要方向。交流微网是一种微电源、能量转换装置、储能设备及负荷均连接至交流母线的微网形式，它能有效整合源-储-荷三者关系，在建设过程中对传统电网改造少，灵活性高，是目前微网的主要形式。当交流微网并网运行时网内母线电压将由大电网支撑，而在离网进入孤岛模式时网内电压将由储能逆变支撑，此时网内储能设备 (以下简称储能)、微电源(包括光伏发电设备和风机发电设备，以下简称微源)和负荷三者间功率协调关系需要在封闭环境下实现均衡，这就对主要作为网内电压支撑的储能提出许多全新要求。

传统储能在交流微网孤岛模式下的支撑控制一般为主机式控制，该控制强调以单一储能采用V/F控制模式来支撑母线电压及频率，对网内出现的电压、频率波动需要快速做出抑制调整，这对单一储能的功率容量、对外功率调节能力都有较高要求，而该储能一旦出现故障，系统将难以持续运行。同时在现行的分布式控制或集中式控制当中，往往需要考虑通信信息的延迟性，这不利于实现储能的即插即用、随时切除。此外，当网内有多个储能同时工作运行时，多储能间SOC状态往往存在不平衡问题，容易导致储能过充过放，使储能整体工作效率低下且使用寿命缩短。当进一步考虑网内多储能对微源功率调度的问题，如何整合网内多储能SOC状态及网内电压、频率状态，也十分值得思考。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种交流微网孤岛模式下的分散式储能SOC控制及整合方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种交流微网孤岛模式下的分散式储能SOC控制及整合方法，包括以下步骤：

步骤(1)：在含多个储能的交流微网中，利用储能的电池管理系统BMS实时监测记录储能输出功率，实时更新计算当前储能SOC状态值；

步骤(2)：在交流微网孤岛模式下，利用P-f下垂法和Q-U下垂法实现分散式储能控制，使多个储能共同支撑交流母线电压、共同参与母线电压调幅调频，任一储能都能够随时投切且彼此之间无需通信；

步骤(3)：在分散式控制中引入基于SOC-Δf变下垂法的逆变参考频率偏移量，使多储能间SOC状态快速趋于平衡；

步骤(4)：整合网内多个储能在分散式控制策略下的整体模型，并利用模型进行网内源-储协同控制，合理调控网内微源输出功率。

本发明中，针对每一个储能的SOC控制，均包括外环控制部分和内环控制部分：