[发明专利]一种风火储微电网双层主从控制系统

权利要求书

1.一种风火储微电网双层主从控制系统，其特征在于，包括第一断路器、高压外层控制系统和通信控制系统，其中，

高压外层控制系统包括火电厂、火电厂整流器、火电厂逆变器、第一变压器、第二断路器以及低压内层控制系统；低压内层控制系统包括储能装置逆变器、储能装置、风电场逆变器、风电场整流器及多个风电场；

低压内层控制系统称为风储微电网系统；其中，

外部的大电网与第一断路器的一端连接，第一断路器的另一端与第一变压器、火电厂逆变器分别连接，第一变压器与第二断路器的一端连接，第二断路器的另一端与储能装置逆变器、风电场逆变器分别连接，储能装置逆变器与储能装置连接，火电厂逆变器、火电厂整流器、火电厂依次顺序连接，风电场逆变器与风电场整流器连接，风电场整流器与多个风电场分别连接，通信控制系统与大电网、火电厂逆变器、风电场逆变器、储能装置逆变器分别连接；

在并网运行模式下，风火储微电网双层主从控制系统中的所有断路器均闭合，风火储微电网双层主从控制系统与大电网并网运行，火电厂逆变器、储能装置逆变器和风电场逆变器均采用恒功率控制；此时，风火储微电网双层主从控制系统内各部分电压、电流、相位、频率、有功功率和无功功率均由大电网控制，通信控制系统用于采集大电网及风火储微电网双层主从控制系统各部分线路的电压、电流、相位、频率、有功功率和无功功率流动信息，并将这些信息传递给火电厂逆变器、储能装置逆变器和风电场逆变器，实现微电网系统并网模式下的可靠稳定运行；

在孤岛运行且火电厂非故障运行模式下，风火储微电网双层主从控制系统与大电网相连接的公共耦合点处的第一断路器断开，第二断路器闭合，风火储微电网双层主从控制系统进入由火电厂逆变器作为主控制器的孤岛运行模式，火电厂逆变器采用恒压恒频控制，为风火储微电网双层主从控制系统提供参考电压和频率信息；储能装置逆变器和风电场逆变器作为风火储微电网双层主从控制系统的从控制器，采用恒功率控制；通信控制系统将风火储微电网双层主从控制系统各部分线路的电压、电流、相位、频率、有功功率和无功功率流动信息传递给储能装置逆变器和风电场逆变器，实现微电网系统孤岛模式下的可靠稳定运行；

在孤岛运行且火电厂故障运行模式下，风火储微电网双层主从控制系统与大电网相连接的公共耦合点处的第一断路器断开，且在风火储微电网双层主从控制系统内部，第二断路器断开，风储微电网系统转为独立的孤岛运行模式；在此种情况下，风储微电网构成的系统为低压微电网系统，储能装置逆变器作为主控制器，采用恒压恒频控制，为风储微电网系统提供参考电压和频率信息；风电场逆变器则采用低压条件下的有功电压/无功相角P-V/Q-δ下垂控制；通信控制系统将风储微电网系统各部分线路的电压、电流、相位、频率、有功功率和无功功率流动信息传递给风电场逆变器，实现微电网系统孤岛模式下的可靠稳定运行。

2.根据权利要求1所述的一种风火储微电网双层主从控制系统，其特征在于，在有功电压/无功相角P-V/Q-δ下垂控制中，风电场逆变器的电路模型直流一侧，参数包括直流线电压U_dc和直流线路等效电阻R；风电场逆变器的电路模型交流一侧，参数包括交流线电压U_ac、交流线路等效阻抗Zi∠θi和交流侧电压U_i以及交流侧电压的相角δ，Zi表示等效阻抗的值，θi表示等效阻抗的相角；此时，流过风电场逆变器的有功功率P和无功功率Q由下式得出：

针对低压状态下风电场逆变器的改进下垂控制特性如下：

δ＝δ^*+k_q(Q-Q^*)

其中，k_p和k_q是有功功率和无功功率的下垂系数，和δ^*是电压和相角的参考值，P^*和Q^*是有功功率和无功功率的参考值。