[发明专利]一种基于数字储能的直流微电网系统的控制方法

说明书

本发明公开了一种基于数字储能的直流微电网系统的控制方法，包括：系统正常运行时，PCS1的输出功率为功率设定值，PCS2的输出功率为系统功率不平衡量与所述功率设定值的差值；直流负荷发生突变时，PCS1的输出功率进行自动调节，瞬间输出响应功率用于补给直流负荷突变导致的功率不平衡，实现瞬时系统功率平衡；EMS下发控制命令调节PCS2的输出功率，PCS1的输出功率自动恢复为功率设定值，实现稳态系统功率平衡；还包括根据电池SOC等相关参数动态控制储能系统的充放电过程,有效抑制母线电压波动。本发明通过设置合理的功率响应机制及充放电控制策略，实现微电网系统的功率稳定和电压稳定，保证了微电网的稳定运行。

技术领域

本发明涉及微电网智能控制技术领域，具体涉及一种基于数字储能的直流微电网系统的控制方法。

背景技术

微电网是一种由微电源、负荷、储能系统和控制装置等构成的系统单元，传统的微电网通常包括交流微电网和直流微电网系统。与交流微电网相比，直流微电网具备独特性、多样性、可控性和交互性，并以连接形式简单、无需考虑电压频率相位、成本和损耗小等特点占据相对优势，然而直流微电网涉及储能、发电等直流负荷系统等，系统的智能化控制和稳定运行是一个非常严峻的课题。

直流微网孤岛运行时，网内功率平衡与否严重影响系统的供电质量，严重时甚至导致系统失稳。如果电压波动较大，网内各系统的控制效果和稳定性就会降低，同时对负荷端的供电影响很大，如何协调控制直流微电网系统功率稳定和电压稳定成为当务之急。

发明内容

本发明提出了一种基于数字储能的直流微电网系统的控制方法，其目的是：通过设置合理的功率响应机制及充放电控制策略，实现微电网系统的功率稳定和电压稳定，保证微电网的稳定运行。

本发明技术方案如下：

一种基于数字储能的直流微电网系统的控制方法，所述直流微电网系统包括储能管理平台、EMS、PCS、储能系统、光伏系统和直流负荷，所述PCS连接于交流变压器和直流母线之间，所述储能系统、光伏系统和直流负荷分别连接于所述直流母线，所述储能管理平台通过EMS采集PCS、储能系统、光伏系统和直流负荷的信号并下发控制命令，所述PCS包括并行的PCS1和PCS2。系统正常运行时，PCS1的输出功率为功率设定值，PCS2的输出功率为系统功率不平衡量P_i与所述功率设定值的差值；直流负荷发生突变时，PCS1的输出功率进行自动调节，瞬间输出响应功率用于补给直流负荷突变导致的功率不平衡，实现瞬时系统功率平衡，EMS计算功率不平衡量P_i并下发控制命令调节PCS2的输出功率，PCS1的输出功率自动恢复为功率设定值，实现稳态系统功率平衡。

进一步地，所述直流微电网系统的控制方法还包括储能系统的充放电控制方法，所述储能系统的充放电控制方法包括如下步骤：

第一，利用下式计算第i个电池单元SOC与所有电池单元平均SOC的比率η_i：

其中，n为储能系统内电池单元的个数，SOC_i为第i个电池单元的荷电状态。

第二，利用下式计算第i个电池单元的修正下垂系数K’_Ai：

其中，K_Ai为第i个电池单元的初始下垂系数，I_A(i)为母线侧电流。

第三，利用下式计算第i个电池单元的输出电压U_dc(i)：

其中，U_H1为下垂充电的电压阈值，I_Amin为系统功率严重过剩时的电压阈值，U_L1为下垂放电的电压阈值，I_Amax为系统功率严重不足时的电流阈值。