一種低壓微電網群的自主與協調控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及可再生能源發電領域中的微電網群運行與控制領域，尤其是一種低壓 微電網群自主與協調控制系統。
【背景技術】
[0002] 微電網的出現從根本上改變了傳統應對負荷增長的方式，從系統的角度看，微電 網作為可控單元可靈活地擴大系統容量，可用兀余并聯提高系統的可靠性，具有極高的系 統可維護性。但由于我國電網存在大規模可再生能源消納能力不足、配電環節相對薄弱、 用電互動化水平較低等問題，W及電動汽車和儲能技術發展對智能電網技術存在迫切的需 求，因而提出了微電網群的概念，微電網群是微電網發展到一定階段的產物。微電網群不等 同于一個容量更大、元件更多、范圍更廣的微電網，微電網群的組成單元是微電網，各個子 微電網除了在群模式下具有共同的運行目標外，其它情況下它們可能有自己的運行目標。
[0003] 目前該領域的研究主要是針對微電網的協調控制，對微電網中的分布式電源相互 協調，合理分擔負載功率。如一種微電網系統協調控制方法、一種基于四維能量管理空間的 多級微電網控制方法、一種微電網分布式電源分層協調控制系統和方法、一種基于公共連 接點平臺的微電網協調控制器、適用于含柴儲孤立微電網的頻率分層協調控制方法、電網 的多智能體優化協調控制方法等，其控制模式主要有集中控制、主從控制、對等控制和分層 控制等方式，但其運行時未能利用其他微電網中分布式資源，在無主網支撐情況下，微電網 系統的穩定性和可靠性均不高，如何在離網條件下通過設計共同目標使各獨立微電網可聯 網運行，實現能量互濟，多微網功率平衡尚無有效方法解決。
[0004] 傳統單個微電網只有離網運行和并網運行兩種方式，運行時無法利用其它微電網 中的分布式資源，未能充分的實現可再生能源的最大化利用和最大化的保證負荷的供電可 靠性。微電網群能夠充分利用各自的特色實現優勢互補，微電網群與微電網相比，組成單元 不同，進而造成運行目標層次和控制結構的不同，微電網群能夠充分利用自身特色解決微 電網的分布式協調控制，不僅能充分利用分布式能源，同時能保證系統的穩定運行。因此， 對配電網含多個微電網的相互支撐和協調運行問題、對微電網群的協調控制問題亟需展開 研究。
【發明內容】
[0005] (-）要解決的技術問題
[0006] 本發明所提出的一種低壓微電網群自主與協調控制系統。各個子微電網除了在群 模式下具有共同的運行目標外，其他情況下它們可W有自己的運行目標，分散了運行管理 控制的任務和風險，能在滿足不同子微電網運行目標的同時實現更大范圍的資源整合，發 揮出更大的價值，更好的實現了各子微電網的優化運行。在微電網群內部可W實現一定程 度的能量互濟，提高了分布式能源利用率的同時，可W為負荷提供更加優質的電能。
[0007] 從運行方式上來看，每個子微電網也可W-定程度脫群運行，整個微電網群相對 于配電網可w并網、離網或者部分并網運行，實現了運行模式的多樣化，提高了電力系統對 分布式能源的接受能力。本發明實現了微電網群的分層控制，提高對負荷供電的可靠性、可 再生能源的利用率及系統安全可靠性和應對各種情況的能力。
[000引仁）技術方案
[0009] 為了解決上述技術問題，本發明提供了一種低壓微電網群自主協調系統，所述低 壓微電網群自主協調系統包括；負荷控制器、風力控制器、光伏控制器、儲能控制器、子微電 網控制器、微電網群控制器；所述低壓微電網群采用H層控制結構，即群控層、網控層及設 備層；所述網控層和所述群控層采用雙網兀余W太網通訊網絡；所述子微電網控制器在所 述負荷控制器、所述風力控制器、所述光伏控制器、所述儲能控制器自主控制一次調節的基 礎上作為二次調節；微電網群控制器在子微電網自主控制的基礎上作為H次調節，向微電 網控制器發出控制指令。
[0010] 優選的，所述低壓微電網群所采用的群控層、網控層及設備層具體描述如下：
[0011] (1)所述群控層，微電網群控制器接收群能量管理系統發布的優化調度計劃，具 備微電網群級協調控制的功能包括控制微電網群與配電網及各子微電網間的交換功率、實 現微電網群的離網或并網運行、子微電網的離并網控制及基準工作點的調整；所述群控層 根據微電網群與配電網公共連接點的連接狀態、子微電網與微電網群公共連接點的連接狀 態、子微電網可調節能力和子微電網出力優先權對微電網群的運行狀態進行劃分；群并網 運行時，輸出功率受配電網控制，群內微電網工作于功率控制模式；群離網運行時，如果群 內子微電網儲能容量比值在0.5到2之間，則群內子微電網采用對等控制，否則W儲能容量 最大的群內微電網作為主控單元，其它群內從子微電網采用功率控制方式；微電網可調節 能力是一個和持續時間有關的電量值，所述電量值由子微電網評估自身能力后做出并把所 述電量值發給群控制器，所述電量值是考慮滿足自身的需要和微電網應付突發狀況的裕度 之后，對外提供的能力支持，所述群控制器根據所述電量值確定子微電網對外表現的功率 限值；
[0012] (2)所述網控層，子微電網控制器接收本網級能量管理系統發布的優化調度計劃， 同時接收微電網群控制器的控制指令，根據子微電網與微電網群公共連接點的連接狀態和 儲能的荷電狀態對子微電網的運行狀態進行劃分；微電網控制器動態調節設備層各個單元 的基準功率點實現微電網控制；微電網并網運行時，工作模式由群控制器控制；離網運行 時，發電小于用電狀態下，風力或光伏間歇性分布式電源采用最大功率控制，儲能單元提供 發、用電不平衡功率，系統的一次調節為儲能機組的下垂控制；二次調節通過改變儲能單元 的基準功率點實現；發電大于用電狀態下，間歇性分布式電源采用反下垂控制方式，儲能單 元采用下垂控制方式；儲能和分布式電源共同參與一次調節；當因功率波動產生的電壓波 動越限時，二次調節通過改變儲能單元的基準功率點和間歇性分布式電源的反下垂系數實 現；采用W微電網控制器為主控單元的控制方式；
[0013] (3)所述的設備層，儲能單元在并網運行時，采用電流控制方法，通過鎖相環跟蹤 電網電壓的頻率和相位；在微電網離網運行情況下采用電壓-頻率控制，比如配電網故障 而導致微電網離網運行，建立并維持微電網的電壓和頻率，自動吸納系統內瞬時不平衡功 率平抑電壓和頻率的波動。
[0014] 優選的，針對微電網群離網情況所采取的暫態控制方法：
[0015]1)微電網群解列控制主要由母線電壓越限、子微電網故障保護退出、子微電網內 部故障越級、離網沖擊性負荷投入等事件觸發；在子微電網內部故障或沖擊性負荷投入時， 主動與微電網群斷開連接，防止其他子微電網誤動；如果子微電網內部故障越級，其他子微 電網由微電網群控制器斷開連接；在群離網母線電壓越限時，各子微電網斷開連接，避免相 互干擾；
[0016] 2)在微電網群起動過程中，起動時光儲微電網先與同類微電網連接，之后與風光 儲微電網連接同步；運行過程中，并入子微電網時先同步，之后合間連接；微電網群并入配 電網時光儲微電網與風光儲微電網依次并入微電網，W減小對配電網的沖擊，彼此之間不 主動同步；
[0017] 3)微電網群并網轉離網，配網或微電網群交流母線電壓不滿足系統的要求時，貝U轉為離網模式；在進行微電網群并網轉離網時，微電網群公共連接點開關保護裝置控制開 關斷開配電網，并按微電網群主從或對等控制模式下對子微電網設定功率控制方式或電 壓-頻率為控制方式；
[001引 4)微電網群離網轉并網，配電網恢復供電后，由微電網群公共連接點開關保護裝 置和微電網群協調控制器檢測公共連接點兩側電壓的頻率、幅值、相位，如果滿足同步要 求，投入微電網群公共連接點開關；或者根據系統要求將子微電網轉為離網模式，同時控制 投入微電網群公共連接點開關，各子微電網在電壓-頻率控制模式下由儲能調節與配電網 同步并網，并轉入并網模式。
[001引 （S)有益效果
[0020] 本發明所提出的一種低壓微電網群自主與協調控制系統和方法，分散了運行管理 控制的任務和風險，能在滿足不同子微電網運行目標的同時實現更大范圍的資源整合，更 好的實現了各子微電網的優化運行。在微電網群內部實現一定程度的能量互濟，提高了分 布式能源利用率的同時，為負荷提供更加優質的電能。從運行方式上來看，實現了運行模式 的多樣化，提高了電力系統對分布式能源的接受能力。
[0021] 本發明主要適用于微電網群的控制運行，實現多微電網的相互支持及對多微電網 對配電網的支撐，實現可再生能源的最大化利用和最大化的保證負荷的供電可靠性。有廣 闊應用前景。本發明具有高穩定性、能實現能量互濟，自主與協調控制的特點，能產生可觀 的經濟效益和良好的社會效益。應用該發明可W提高電力系統的安全按穩定性及電力用戶 的供電可靠性，提高用戶能效并減少二氧化碳與有害氣體排放，使清潔能源得W最大化的 利用。
【附圖說明】
[0022] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可W 根據該些附圖獲得其他的附圖。
[0023] 圖1是根據本發明一種低壓微電網群的自主與協調控制系統及其使用方法的一 個實施例的微電網群控流程圖；
[0024] 圖2是根據本發明一種低壓微電網群的自主與協調控制系統及其使用方法的一 個實施例的微電網群協調控制原理圖。
【具體實施方式】