[发明专利]一种直流微网分布式电源均流及其母线电压恢复控制方法

说明书

本发明公开了一种直流微网分布式电源均流及其母线电压恢复控制方法，本发明采用分布式稀疏通信手段进行分布式电源间两两通信，系统可靠性较高，且仅需传输分布式电源的输出电流信息，即可测量出各分布式电源输出端至直流母线间的线路阻抗，通过补偿相应下垂系数使得各分布式电源总输出阻抗相等，进而实现均流的目的，电流均分精度较高。本发明不仅能补偿因下垂系数造成的母线电压跌落，同时还补偿了由线路阻抗压降造成的母线电压跌落，母线电压补偿精度较高。本发明采用的线路阻抗测量方法不受线路阻抗自身大小的影响，同时也不受直流微网系统负载性质的影响，测量误差较小。

技术领域

本发明属于分布式直流微网协调控制研究领域，具体涉及一种直流微网分布式电源均流及其母线电压恢复控制方法。

背景技术

直流微网的运行控制目标主要包括设备级控制及系统级控制，设备级控制主要为物理层设备基于本地信息完成自身的一些基本控制目标，系统级控制则是对系统进行集中管理和能量优化，以提升整体运行效率和可靠性。从系统最优运行角度看，如何实现系统中各分布式电源输出功率/能量合理分配是直流微电网系统级控制中的关键目标之一。

为了解决直流微网中分布式电源输出功率合理分配的问题，学者们提出了并联均流控制技术，这是因为分布式电源并联运行时，由于其控制参数的差异，且各系统的输出属电压源性质，微小的偏差都会导致输出电流的很大差别。因此在稳定输出电压的同时，要求各分布式电源可以分担相同的电流，输出功率一致。在目前现有均流控制手段中，以下垂控制为主的分散式控制手段成为了学者们研究的重点。下垂控制无需中心控制器，所有变换器都是平行、对等的关系。下垂法又叫做自适应电压调整法，在负载电流增大时通过改变下垂系数来减小输出电压，从而调整输出电流的大小。该方法控制简单，冗余性好，是最简单的多源协调控制策略。

然而，下垂控制方法仍然存在一些问题：首先，该方法是在忽略分布式电源输出端至直流微网母线之间的线路阻抗条件下提出的，然而对于实际的微电网系统，线路阻抗值不能忽略，线路阻抗的存在降低了分布式电源间的均流精度，且当负载越重时，均流精度越低。其次，下垂控制的实现将导致一定程度上的母线电压跌落，这将对直流微网系统的电能质量造成直接的影响。最后，在使用下垂控制时电流均分精度与母线电压的跌落问题是无法兼顾的——通过设置较小的下垂系数可以获得较低的母线电压跌落，然而电流均分精度较低，而设置较大的下垂系数可以提高电流均分精度，却会导致直流母线电压跌落较大。因此，在保证高的电流均分精度同时保证母线电压的稳定，是直流微网分布式电源均流控制技术亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种直流微网分布式电源均流及其母线电压恢复控制方法，在下垂控制的基础上，引入稀疏通信手段，通过测量线路阻抗进而进行电流均分及母线电压精确补偿。该方法仅需传输电流信息，即可大大提高分布式电源间的均流精度，同时精确补偿由下垂系数及线路阻抗引起的母线电压跌落，从而解决了传统下垂控制方法存在的固有问题。

为了达到上述目的，包括以下步骤：

S1，直流微网分布式电源本地采用下垂控制策略，对本地输出电流信息进行采样；

S2，直流微网分布式电源中的每台分布式电源与相邻分布式电源进行通信，向相邻分布式电源发送本地输出电流信息；

S3，每台分布式电源获得相邻分布式电源输出电流信息后，计算出本地输出电流与相邻分布式电源输出电流比值；

S4，根据本地输出电流与相邻分布式电源输出电流比值，调整直流微网分布式电源下垂控制系数，重复步骤S1～S3，每台分布式电源获取下垂控制系数改变后的本地输出电流与相邻分布式电源输出电流比值；

S5，每台分布式电源本地控制器利用下垂控制系数改变前后的本地输出电流与相邻分布式电源输出电流比值，计算出本地输出端至直流母线间的线路阻抗；

S6，设置各分布式电源的相应下垂系数，使得每台分布式电源总等效输出阻抗相等；