[发明专利]直流微电网群功率协调控制方法

摘要

本发明涉及一种直流微电网群功率协调控制方法，由直流微电网功率自治控制系统和隔离双向DC‑DC通用功率控制系统构成：每个直流微电网均含有独立的功率自治控制系统，功率单元采用恒功率控制模式，平衡单元由二次控制即直流电压恢复、直流电压下垂控制和电压/电流双闭环控制构成。隔离双向DC‑DC通用功率控制系统，包含两部分：外环控制为互联功率自治控制，通过与两互联直流微电网二次控制系统进行通信，获取其下垂控制特性参数，然后实际测量两侧直流母线电压，经过运算可得互联功率误差信号，然后经过PI控制器得到内环控制系统功率参考值，内环控制为功率闭环控制。

主权项

1.一种直流微电网群功率协调控制方法，由直流微电网功率自治控制系统和隔离双向DC‑DC通用功率控制系统构成，其特征在于：(1)每个直流微电网均含有独立的功率自治控制系统，功率单元采用恒功率控制模式，平衡单元由二次控制即直流电压恢复、直流电压下垂控制和电压/电流双闭环控制构成，设m为直流微电网的标号，m＝i，j和k，功率单元所采用的恒功率控制方式如下：d_{p_m}＝(k_{p_m}+k_{i_m}/s)(P_{pref_m}/u_{dcp_m}‑i_{Lp_m})式中；d_{p_m}为功率单元变流器占空比；k_{p_m}和k_{i_m}分别表示比例和积分系数；P_{pref_m}、u_{dcp_m}和i_{Lp_m}分别表示该功率单元的功率参考值、输入端直流电压及电感电流；平衡单元的控制方式如下：由二次控制和直流电压下垂控制可得电压电流双闭环控制中的电压环电压参考值u_{ref_m}：u_{ref_m}＝u_{set_m}+(P_{s_m}^*‑P_{s_m})/k_{dc_m}+(u_{0_m}‑u_{dc_m})(k_{ps_m}+k_{is_m}/s)/(1+T_{d_m}s)式中U_{set_m}为直流电压设定初值；P_{s_m}^*、P_{s_m}和k_{dc_m}分别为直流微电网#m下垂控制特性曲线的平衡单元功率设定值、实际输出功率以及下垂系数；u_{0_m}为期望电压恢复参考值，u_{dc_m}表示直流微电网#m母线电压；k_{ps_m}和k_{is_m}分别比例和积分控制参数；时间常数T_{d_m}用于描述二次控制延时；电压/电流双闭环控制方式如下：d_{s_m}＝(k_{pi_m}+k_{ii_m}/s)[(k_{pu_m}+k_{iu_m}/s)(u_{ref_m}‑u_{dc_m})‑i_{Lp_m}]式中d_{s_m}为平衡单元变流器占空比；k_{pu_m}和k_{iu_m}分别表示电压环比例和积分系数；k_{pi_m}和k_{ii_m}分别表示电流环比例和积分系数；i_{Lp_m}为该平衡单元电感电流；(2)定义直流微电网#i、直流微电网#j和直流微电网#k中平衡单元额定容量分别为P_{os_i}、P_{os_j}和P_{os_k}，且其容量比满足P_{os_i}:P_{os_j}:P_{os_k}＝α:β:1，隔离双向DC‑DC通用功率控制系统，包含两部分：a)外环控制为互联功率自治控制，通过与两互联直流微电网二次控制系统进行通信，获取其下垂控制特性参数，然后实际测量两侧直流母线电压，经过运算可得互联功率误差信号，然后经过PI控制器得到内环控制系统功率参考值P_{ref_ik}和P_{ref_jk}，控制方式如下：式中P_{ref_ik}和P_{ref_jk}分别为隔离双向DC‑DC#ik和#jk的功率参考值；k_{po_ik}、k_{po_jk}和k_{io_ik}、k_{io_jk}分别比例和积分控制参数；b)内环控制为功率闭环控制，控制方式如下：式中d_ik和d_jk分别为隔离双向DC‑DC#ik和#jk的控制信号；k_{p_ik}、k_{p_jk}和k_{i_ik}、k_{i_jk}分别比例和积分控制参数；P_ik和P_jk分别隔离双向DC‑DC#ik和#jk的实际输出功率；T_{f_ik}和T_{f_jk}为低通滤波时间常数，用以滤除隔离双向DC‑DC输出功率中的高频分量。