[发明专利]基于混合储能的直流微网母线电压控制策略

说明书

技术领域

本发明涉及分布式发电供能系统电能质量治理技术领域，具体涉及一种基于混合储能的直流微网母线电压控制策略。

背景技术

近年来在能源需求和环境保护的双重压力下，分布式发电技术获得了越来越多的重视和应用。但是，大量的分布式电源(DistributedGenerator,DG)，如太阳电池、燃料电池、风力机和小型燃气轮机热电联产等，受自然条件影响，风电、光伏等可再生能源的输出具有较大的间歇性和随机性，对微电网的电能质量和稳定运行产生不利影响。

直接并网方式将会对电网调峰和系统的安全运行造成显著的影响，而且，由于DG(分布式电源)的单机接入成本高，容量小，运行不确定性强，受制于自然条件，缺少灵活可控的特点，对主电网而言是一个不可控源。

为了解决以上问题以及充分发挥DG的价值和效益，DG采用微网形式并入主网是较为有效的途径，储能是微网中非常重要的组成部分，其对微网的作用可以体现为组网运行、稳定控制、电能质量改善，以及适度的容量可信度等。储能可以克服微网惯性小、抗扰动能力弱的问题，消减风电和光伏等可再生能源发电的间歇性对系统的影响，并使微网具有一定的可预测性和可调度性，可以视为大电网的“可控单元”。此外，储能还可以使微网满足多样化的用电需求，如增强局部供电可靠性，降低馈电损耗，支持当地电压，或作为不间断电源。目前，微网已经成为解决电力系统众多问题，实现能源利用多元化、高效、清洁的重要手段，也将是未来智能电网的重要功能单元和管理方式将分布式电源、负荷、储能装置连接在一起，以微电网的方式运行能够充分发挥分布式电源的效能，提高电网接纳可再生能源的能力。

目前，国内外绝大部分学者的研究都集中在交流微网上，但是，诸如储能、光伏等微源都是直流电源，加上随着越来越多直流电力电子负载的出现，直流微网得到越来越多的发展。但是，相比交流微网，直流微网的电能质量不存在交流体系中无功、谐波、相位、频率的问题，所以受到如楼宇供电等特定领域的欢迎。具体来说相对于交流微网，直流微网的优点有：1)微源间功率协调控制更加简单，只要通过直流母线电压就能控制直流微网内的功率潮流流向；2)直流微网中不存在相位和频率的问题，母线电压更加容易控制；3)众多可再生微源都是直流输出，可以直接连接在直流母线上，不需要DC/AC变换器；4)直流微网的变换器可以有效隔离大电网和直流微网之间的电能质量交互问题。

但是，目前，还没有针对直流微网母线电压的控制策略，来抑制直流母线电压变动，确保直流微网母线电压稳定，是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服目前还没有针对直流微网母线电压的控制策略，来抑制直流母线电压变动，确保直流微网母线电压稳定的问题。本发明的基于混合储能的直流微网母线电压控制策略，利用超级电容器和蓄电池，根据直流母线电压的电压变化率将母线电压在不同的电压情况下分段治理补偿，实现抑制直流母线电压变动，确保直流微网母线电压稳定，具有良好的应用前景。

为了达到上述的目的，本发明所采用的技术方案是：

基于混合储能的直流微网母线电压控制策略，其特征在于：适用于含有混合储能的直流微网结构，所述混合储能为超级电容器和蓄电池结合的混合储能，包括以下步骤，

步骤(A)，对直流微网的母线电压进行检测，并对母线电压变动进行分析并归类，类型包括电压中断，电压暂降和电压波动；

步骤(B)对于步骤(A)归类后的母线电压，建立不同的储能控制策略；

步骤(C)，若检测到母线电压归类到电压波动时，利用混合储能中的超级电容器对直流母线电压进行单独补偿；当检测到母线电压归类到电压中断和电压暂降时，利用混合储能超级电容器，蓄电池联合补偿。

前述的基于混合储能的直流微网母线电压控制策略，其特征在于：其特征在于，步骤(A)，对直流微网的母线电压进行检测，并对母线电压变动进行分析并归类，过程如下，

(A1)根据实时检测到的直流母线电压，统计电压变化率，判断直流母线电压变动；

(A2)当电压变化率10％内时，且电压变化率在0.2％每秒内，则将直流母线电压变动归类为电压波动；

(A3)当电压变化率超过了10％且没有达到90％时，则将直流母线电压变动归类为电压暂降；

(A4)当电压变化率超过了90％，则将直流母线电压变动归类为电压中断，此时检测电压中断时间，当中断时间在3分钟内，则认为该中断为短时中断，否则为长时中断。