微電網電壓穩定控制方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電網穩定控制技術領域，特別是涉及一種微電網電壓穩定控制方法及系統。
【背景技術】
[0002]微電網是一種新型網絡結構，是一組將微電源、負荷、儲能系統和控制裝置等整合在一起的小型發配電系統。微電網是相對傳統大電網的一個概念，是指多個分布式電源及其相關負載按照一定的拓撲結構組成的網絡，并通過靜態開關關聯至常規配電網。微電網作為配電網和分布式電源的紐帶，使得配電網不必直接面對種類不同、數量龐大、分散接入甚至間歇性的分布式電源，是分布式能源接入的有效途徑。微電網可以工作在并網和孤島兩種模式:與常規配電網并網運行的并網模式；不與外部大電網相連接或因某種原因斷開與大電網的連接而轉入獨立運行的孤島模式。
[0003]由于微電網含有多種類型的微電源，孤島運行時需要對分布式電源、儲能系統和負荷進行協調控制，維持微電網有功和無功功率平衡，實現微電網安全可靠運行。現有技術中對微電網的控制方法主要有兩種:第一，面向多逆變器的微電網電壓控制方法提出了一種補償虛擬同步發電機(Virtual Synchronous Generator, VSG)固有下垂特性和線路阻抗算法，不僅確保了虛擬同步發電機聯接母線上的電壓質量，而且使各虛擬同步發電機能夠按照設定的U-Q下垂曲線分擔系統無功負荷；第二，提出一種微電網的無功電壓控制方法及系統，根據微電源參考電壓對應的無功一電壓下垂系數與微電網額定電壓對應的無功一電壓下垂系數之間的誤差，調節權系數向量，直至所述誤差為零。
[0004]現有技術中對微電網的控制方法主要是針對所有的電壓波動情況進行統一的控制，由于不同范圍的電壓波動對微電網的影響程度不同，這種統一的控制策略不利于微電網電壓的穩定控制。

【發明內容】

[0005]基于此，有必要針對現有技術中統一的控制策略不利于微電網電壓的穩定控制的技術問題，提供一種微電網電壓穩定控制方法。
[0006]—種微電網電壓穩定控制方法，包括如下步驟:
[0007]根據電壓波動范圍將微電網劃分為若干個電壓波動區域，針對各個電壓波動區域設置相應的電壓穩定控制方案；
[0008]利用微電源的控制器實時采集微電網母線上的電壓值；
[0009]根據所述電壓值和預設的電壓波動區域，判斷母線電壓落在的電壓波動區域；
[0010]根據所述電壓波動區域獲取對應的電壓穩定控制方案，根據所述電壓穩定控制方案，對微電網上的母線電壓進行穩定控制。
[0011 ] 一種微電網電壓穩定控制系統，包括:
[0012]設置模塊，用于根據電壓波動范圍將微電網劃分為若干個電壓波動區域，針對各個電壓波動區域設置相應的電壓穩定控制方案；
[0013]采集模塊，用于利用微電源的控制器實時采集微電網母線上的電壓值；
[0014]判斷模塊，用于根據所述電壓值和預設的電壓波動區域，判斷母線電壓落在的電壓波動區域；
[0015]控制模塊，用于根據所述電壓波動區域獲取對應的電壓穩定控制方案，根據所述電壓穩定控制方案，對微電網上的母線電壓進行穩定控制。
[0016]上述微電網電壓控制方法及系統，通過利用微電源的控制器實時采集微電網母線上的電壓值，根據所述電壓值和預設的電壓波動區域，判斷母線電壓落在的電壓波動區域；根據所述電壓波動區域獲取對應的電壓穩定控制方案，根據所述電壓穩定控制方案，對微電源、儲能系統、負荷之間進行協調控制，使波動的電壓快速恢復穩定，實現了對微電網不同范圍內的電壓波動的穩定控制。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的一個實施例的微電網電壓穩定控制方法流程圖；
[0018]圖2為本發明的一個實施例的電壓波動區域劃分示意圖；
[0019]圖3為本發明的另一個實施例的微電網電壓穩定控制方法流程圖；
[0020]圖4為本發明的一個實施例對落在B區的母線電壓進行穩定控制的方法流程圖；[0021 ]圖5為本發明的一個實施例對落在C區的母線電壓進行穩定控制的方法流程圖；
[0022]圖6為圖5中的微電網低壓減載控制操作的方法流程圖；
[0023]圖7為圖5中的微電網高壓切機控制操作的方法流程圖；
[0024]圖8為本發明的一個實施例的“負荷突減400kW”試驗儲能單元A相無功功率和1kV母線電壓波形圖；
[0025]圖9為本發明的一個實施例的“負荷突增100kW”試驗儲能單元A相無功功率和1kV母線電壓波形圖；
[0026]圖10為本發明的一個實施例的“風力發電機突然退出”試驗儲能單元A相無功功率和1kV母線電壓波形圖；
[0027]圖11為本發明的一個實施例的微電網電壓穩定控制系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為了更進一步闡述本發明所采取的技術手段及取得的效果，下面結合附圖及較佳實施例，對本發明的技術方案，進行清楚和完整的描述。
[0029]如圖1所示，圖1為本發明的一個實施例的微電網電壓穩定控制方法流程圖，一種微電網電壓穩定控制方法，包括:
[0030]步驟SlOl:根據電壓波動范圍將微電網劃分為若干個電壓波動區域，針對各個電壓波動區域設置相應的電壓穩定控制方案。
[0031]由于不同的電壓波動范圍對微電網的影響程度不同，因此，在本步驟中，根據電壓波動范圍將微電網劃分為若干個電壓波動區域，并針對各個電壓波動區域設置相應的電壓穩定控制方案，從而實現對不同的電壓波動范圍的電壓的穩定控制。
[0032]步驟S102:利用微電源的控制器實時采集微電網母線上的電壓值。
[0033]在本步驟中，利用微電源的控制器實時采集微電網母線上的電壓值，用于后續的判斷該母線電壓所在的電壓波動區域以及采取相應的控制方案。
[0034]步驟S103:根據所述電壓值和預設的電壓波動區域，判斷母線電壓落在的電壓波動區域。
[0035]在本步驟中，根據所述控制器采集的電壓值和預設的電壓波動區域，判斷母線電壓所在的電壓波動區域，用于后續的根據母線電壓所在的電壓波動區域采取相應的控制方案。
[0036]步驟S104:根據所述電壓波動區域獲取對應的電壓穩定控制方案，根據所述電壓穩定控制方案，對微電網上的母線電壓進行穩定控制。
[0037]在本步驟中，由于不同的電壓波動范圍對微電網的影響程度不同，因此，對各個電壓波動區域預先設定了不同的控制算法，根據所述電壓波動區域獲取對應的電壓穩定控制方案，根據所述電壓穩定控制方案，對微電網上的母線電壓進行穩定控制。
[0038]上述微電網電壓控制方法，通過利用微電源的控制器實時采集微電網母線上的電壓值，根據所述電壓值和預設的電壓波動區域，判斷母線電壓落在的電壓波動區域；根據所述電壓波動區域獲取對應的電壓穩定控制方案，根據所述電壓穩定控制方案，對微電源、儲能系統、負荷之間進行協調控制，使波動的電壓快速恢復穩定，實現了對微電網不同范圍內的電壓波動的穩定控制。
[0039]如圖2所示，圖2為本發明的其中一個實施例的電壓波動區域劃分示意圖，在本實施例中，根據電壓波動范圍將微電網的電壓劃分為A區、B區、C區和D區，劃分方法如下:
[0040]若所述電壓值波動范圍極小且在電能質量要求范圍內，則判定所述母線電壓落在A區；其中:A區的電壓波動范圍為[隊._，UH._]，lUax、UH._分別為A區的下限值、上限值；
[0041]若所述電壓值波動范圍超出A區的電壓波動范圍，則判定所述母線電壓落在B區；其中區的電壓波動范圍為[U^，UH.J分別為B區電壓的下限值、上限值；
[0042]若所述電壓值波動范圍超出B區的電壓波動范圍，則判定所述母線電壓落在C區；其中:C區的電壓波動范圍為[隊._，Uh._]，UL.min、UH._分別為C區電壓的下限值、上限值；
[0043]若所述電壓值波動范圍超出C區的電壓波動范圍，則判定所述母線電壓落在D區。
[0044]通過上述步驟，將微電網的電壓劃分為A、B、C和D四個不同的電壓波動區域，并根據各個區域的下限值和上限值判斷該母線電壓落在的電壓波動區域。
[0045]如圖3所示，圖3為本發明的另一個實施例的微電網電壓穩定控制方法流程圖，一種微電網電壓穩定控制方法，可以包括如下步驟:
[0046]步驟S201:利用微電源的控制器實時采集微電網母線上的電壓值。
[0047]步驟S202:根據上述步驟S201的電壓值和預設的電壓波動區域，判斷母線電壓落在的電壓波動區域；
[0048]在本步驟中，若母線電壓落在A區，則系統正常運行，不做任何控制處理。
[0049]步驟S203:若母線電壓沒有落在A區，則判斷母線電壓是否在B區。
[0050]步驟S204:若母線電壓落在B區，則通過微電網中央控制器根據計算的無功功率差額AQ來調節儲能系統的無功功率輸出，將母線電壓恢復至A區。
[0051]在其中一個實施例中，可以采用如下公式來確定無功功率差額AQ的值:
[0052]AQ = Ku(U-Un)；
[0053]式中，Ku為電壓調差系數，U為系統實際電壓，UnS額定電網電壓標幺值1.0Op.u.，基準值為220V。
[0054]步驟S205:若母線電壓沒有