本技術(shù)涉及直流混聯(lián)微電網(wǎng)，尤其是涉及一種交直流混聯(lián)微電網(wǎng)控制方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、交直流混聯(lián)微電網(wǎng)作為一種新興的能源系統(tǒng)，融合了交流(ac)和直流(dc)兩種不同的電力傳輸和分配方式，旨在充分利用各自的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)更高效、更可靠的能源管理。交直流混聯(lián)微電網(wǎng)因其靈活性和對(duì)可再生能源的高度適應(yīng)性而受到廣泛關(guān)注。然而，交直流混聯(lián)微電網(wǎng)的功率管理面臨著一系列復(fù)雜挑戰(zhàn)。特別是在孤島模式下，即微電網(wǎng)與主電網(wǎng)斷開(kāi)連接、獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，缺乏大電網(wǎng)的支撐，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。此時(shí)，任何子網(wǎng)內(nèi)的功率波動(dòng)都可能通過(guò)互聯(lián)變流器傳遞到另一子網(wǎng)，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的頻率和電壓出現(xiàn)波動(dòng)，影響電力供應(yīng)的質(zhì)量和安全性。

2、傳統(tǒng)的交直流混聯(lián)微電網(wǎng)通常依賴互聯(lián)變流器來(lái)協(xié)調(diào)不同子網(wǎng)間的功率流動(dòng)。然而，這種方法在面對(duì)大規(guī)模或多子網(wǎng)結(jié)構(gòu)的微電網(wǎng)時(shí)，往往難以有效緩解功率波動(dòng)帶來(lái)的影響。此外，儲(chǔ)能單元作為微電網(wǎng)中重要的組成部分，對(duì)于吸收過(guò)剩功率和提供功率支撐具有關(guān)鍵作用。但在實(shí)際應(yīng)用中，單一蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)往往難以適應(yīng)多變的功率需求，尤其是在快速響應(yīng)和長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能方面存在局限。

3、為了解決這些問(wèn)題，研究者們開(kāi)始探索混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，結(jié)合能量型儲(chǔ)能(如蓄電池)和功率型儲(chǔ)能(如超級(jí)電容)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。能量型儲(chǔ)能以其高能量密度、長(zhǎng)儲(chǔ)能時(shí)間和高循環(huán)效率著稱，而功率型儲(chǔ)能則以其高功率密度、快速響應(yīng)能力和長(zhǎng)循環(huán)壽命為優(yōu)勢(shì)。然而，現(xiàn)有的混合儲(chǔ)能控制策略，如通過(guò)濾波器讓不同類型的儲(chǔ)能響應(yīng)不同頻率的功率信號(hào)，存在未能充分利用超級(jí)電容的儲(chǔ)能容量和未能有效減少蓄電池充放電次數(shù)的問(wèn)題。

4、前面的敘述在于提供一般的背景信息，并不一定構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)提供一種交直流混聯(lián)微電網(wǎng)控制方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的孤島模式穩(wěn)定性差、功率管理復(fù)雜和儲(chǔ)能控制策略單一且效率低的問(wèn)題，能夠適應(yīng)多場(chǎng)景的功率波動(dòng)工況，提高微電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)提供一種交直流混聯(lián)微電網(wǎng)控制方法，所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)包括連接在公共直流母線上的儲(chǔ)能子網(wǎng)，所述儲(chǔ)能子網(wǎng)為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)包括超級(jí)電容和蓄電池，所述方法包括：

3、分別獲取所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的交流側(cè)母線對(duì)應(yīng)的頻率信息和直流側(cè)母線對(duì)應(yīng)的電壓波動(dòng)信息；

4、基于所述頻率信息和所述電壓波動(dòng)信息，確定所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)的工作模式，所述工作模式包括功率自治模式和功率互濟(jì)模式；

5、若確定所述工作模式為功率自治模式，則控制所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的交流側(cè)微源采用下垂控制方式維持交流側(cè)母線頻率和交流側(cè)母線電壓，控制直流側(cè)微源采用下垂控制方式維持直流側(cè)母線電壓；

6、若確定所述工作模式為功率互濟(jì)模式，則控制所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的互聯(lián)交流器采用歸一化下垂控制方式控制各個(gè)子網(wǎng)之間功率的雙向傳遞，控制所述儲(chǔ)能子網(wǎng)采用下垂控制方式吸收各個(gè)子網(wǎng)之間盈余功率或支撐各個(gè)子網(wǎng)之間缺額功率，并基于所述超級(jí)電容和所述蓄電池的蓄能荷電狀態(tài)確定所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作模式。

7、進(jìn)一步地，在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)還包括交流子網(wǎng)、直流子網(wǎng)和互聯(lián)變流器，所述方法還包括：

8、基于所述交流子網(wǎng)、所述直流子網(wǎng)、所述儲(chǔ)能子網(wǎng)和所述互聯(lián)變流器，確定所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)的有功功率關(guān)系；其中，所述有功功率關(guān)系通過(guò)第一公式計(jì)算得到，所述第一公式為：

9、

10、式中，pload_ac和pload_dc分別為交流側(cè)負(fù)荷和直流側(cè)負(fù)荷，下標(biāo)i和下標(biāo)j分別表示交流子網(wǎng)和直流子網(wǎng)中的分布式微源的編號(hào)，pac.i和pdc.j分別為交流子網(wǎng)分布式微源和直流子網(wǎng)分布式微源輸出有功功率，m和n分別為交流子網(wǎng)和直流子網(wǎng)內(nèi)的分布式微源個(gè)數(shù)，phess為混合儲(chǔ)能輸出功率，pilc為互聯(lián)變流器傳輸功率，以逆變方向?yàn)檎较颉?/p>

11、進(jìn)一步地，在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述若確定所述工作模式為功率自治模式，則控制所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的交流側(cè)微源采用下垂控制方式維持交流側(cè)母線頻率和電壓，控制直流側(cè)微源采用下垂控制方式維持直流側(cè)母線電壓，包括：

12、基于第二公式控制所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的交流側(cè)微源采用下垂控制方式維持交流側(cè)母線頻率和電壓，所述第二公式為：

13、

14、式中，pacn.i為交流子網(wǎng)分布式微源輸出額定有功功率；fn為交流子網(wǎng)額定頻率，f為交流側(cè)母線頻率，mf.i為頻率下垂系數(shù)，qac.i和qacn.i分別為交流子網(wǎng)分布式微源輸出的無(wú)功功率和額定無(wú)功功率；uacn為交流子網(wǎng)額定電壓；udc為交流側(cè)母線電壓；mu.i為交流電壓下垂系數(shù)；

15、基于第三公式控制直流側(cè)微源采用下垂控制方式維持直流側(cè)母線電壓，所述第三公式為：

16、udc＝udcn-nu.j(pdc.j-pdcn.j)；

17、式中，pdcn.j分別為直流側(cè)分布式微源輸出的額定有功功率；udcn為直流子網(wǎng)額定電壓；udc為直流側(cè)母線電壓；nu.j為直流電壓下垂系數(shù)。

18、進(jìn)一步地，在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述基于所述頻率信息和所述電壓波動(dòng)信息，確定所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)的工作模式，包括：

19、計(jì)算所述頻率信息與額定頻率值之間的頻率偏差值，以及計(jì)算所述電壓波動(dòng)信息與額定電壓值之間的電壓偏差值；

20、基于所述頻率偏差值和所述電壓偏差值，分別確定所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的交流子網(wǎng)和直流子網(wǎng)對(duì)應(yīng)的有功功率狀況；

21、基于所述有功功率狀況確定所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)的工作模式。

22、進(jìn)一步地，在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述基于所述頻率偏差值和所述電壓偏差值，分別確定所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的交流子網(wǎng)和直流子網(wǎng)對(duì)應(yīng)的有功功率狀況，基于所述有功功率狀況確定所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)的工作模式，包括：

23、若0<|δf|<λ且0<|δudc|<γ，則確定所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)當(dāng)前工作在功率自治模式，此時(shí)phess＝0，pilc＝0，其中，|δf|為頻率偏差值，|δudc|為電壓偏差值，phess為混合儲(chǔ)能輸出功率，pilc為互聯(lián)變流器傳輸功率；

24、若|δf|>λ或|δudc|>γ，則確定所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)當(dāng)前工作在功率互濟(jì)模式，其中，λ和γ為交直流混聯(lián)微電網(wǎng)工作在功率自治模式的交流子網(wǎng)頻率和直流子網(wǎng)電壓的最大允許波動(dòng)值。

25、進(jìn)一步地，在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述控制所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的互聯(lián)交流器采用歸一化下垂控制方式控制各個(gè)子網(wǎng)之間功率的雙向傳遞，包括：

26、通過(guò)第四公式對(duì)所述交流側(cè)母線頻率和所述直流側(cè)母線電壓進(jìn)行歸一化處理，所述第四公式為：

27、

28、式中，fpu和udc.pu分別為交流頻率和直流電壓標(biāo)幺值，fmax和fmin分別為交流子網(wǎng)運(yùn)行允許的頻率上下限值，udcmax和udcmin分別為直流子網(wǎng)運(yùn)行允許的電壓上下限值；

29、通過(guò)第五公式計(jì)算所述互聯(lián)變流器的傳輸功率，所述第五公式為：

30、pilc＝kilc(udc.pu-fpu)；

31、式中，pilc為互聯(lián)變流器器傳輸功率，kilc為下垂系數(shù)。

32、進(jìn)一步地，在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述基于所述超級(jí)電容和所述蓄電池的蓄能荷電狀態(tài)確定所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作模式，包括：

33、將由所述超級(jí)電容和所述蓄電池組合的所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)分別通過(guò)互聯(lián)變流器并聯(lián)連接在公共直流母線上；

34、通過(guò)所述超級(jí)電容對(duì)應(yīng)的互聯(lián)變流器控制所述超級(jí)電容對(duì)子網(wǎng)內(nèi)功率波動(dòng)進(jìn)行平抑處理，通過(guò)第六公式計(jì)算所述超級(jí)電容的輸出功率參考值，所述第六公式為：

35、

36、式中，psc_out為超級(jí)電容對(duì)應(yīng)的互聯(lián)變流器輸出有功功率參考值，pscref為超級(jí)電容對(duì)應(yīng)的互聯(lián)變流器下垂控制輸出有功功率參考值，shigh_sc和slow_sc分別代表超級(jí)電容進(jìn)行充電和放電的門檻值，socsc為超級(jí)電容荷電狀態(tài)，ksc是超級(jí)電容下垂系數(shù)；udsref為公共直流母線設(shè)定電壓參考值，uds為公共直流母線電壓；

37、若所述超級(jí)電容無(wú)法對(duì)子網(wǎng)內(nèi)功率波動(dòng)進(jìn)行平抑，則通過(guò)所述蓄電池對(duì)應(yīng)的互聯(lián)變流器控制所述蓄電池對(duì)子網(wǎng)內(nèi)功率波動(dòng)進(jìn)行平抑處理，通過(guò)第七公式計(jì)算所述蓄電池的輸出功率參考值，所述第七公式為：

38、

39、式中，pbat_out為蓄電池對(duì)應(yīng)的互聯(lián)變流器輸出有功功率參考值，pbatref為蓄電池對(duì)應(yīng)的互聯(lián)變流器下垂控制輸出有功功率參考值，shigh_bat和slow_bat分別代表蓄電池進(jìn)行充電和放電的門檻值，socbat為蓄電池荷電狀態(tài)，kbat是蓄電池下垂系數(shù)。

40、相應(yīng)地，本技術(shù)還提供了一種交直流混聯(lián)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括：

41、獲取模塊，用于分別獲取所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的交流側(cè)母線對(duì)應(yīng)的頻率信息和直流側(cè)母線對(duì)應(yīng)的電壓波動(dòng)信息；

42、確定模塊，用于基于所述頻率信息和所述電壓波動(dòng)信息，確定所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)的工作模式，所述工作模式包括功率自治模式和功率互濟(jì)模式；

43、第一控制模塊，用于若確定所述工作模式為功率自治模式，則控制所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的交流側(cè)微源采用下垂控制方式維持交流側(cè)母線頻率和交流側(cè)母線電壓，控制直流側(cè)微源采用下垂控制方式維持直流側(cè)母線電壓；

44、第二控制模塊，用于若確定所述工作模式為功率互濟(jì)模式，則控制所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的互聯(lián)交流器采用歸一化下垂控制方式控制各個(gè)子網(wǎng)之間功率的雙向傳遞，控制儲(chǔ)能子網(wǎng)采用下垂控制方式吸收各個(gè)子網(wǎng)之間盈余功率或支撐各個(gè)子網(wǎng)之間缺額功率，并基于超級(jí)電容和蓄電池的蓄能荷電狀態(tài)確定所述交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作模式。

45、本技術(shù)還提供了一種電子設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器，處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其中，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)如上所述的交直流混聯(lián)微電網(wǎng)控制方法的步驟。

46、本技術(shù)還提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有能夠被處理器加載并執(zhí)行如上所述的交直流混聯(lián)微電網(wǎng)控制方法的計(jì)算機(jī)程序。

47、實(shí)施本技術(shù)實(shí)施例，具有如下有益效果：

48、如上所述，本技術(shù)提供的一種交直流混聯(lián)微電網(wǎng)控制方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，交直流混聯(lián)微電網(wǎng)包括連接在公共直流母線上的儲(chǔ)能子網(wǎng)，儲(chǔ)能子網(wǎng)為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)包括超級(jí)電容和蓄電池，該交直流混聯(lián)微電網(wǎng)控制方法包括：分別獲取交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的交流側(cè)母線對(duì)應(yīng)的頻率信息和直流側(cè)母線對(duì)應(yīng)的電壓波動(dòng)信息；基于頻率信息和電壓波動(dòng)信息，確定交直流混聯(lián)微電網(wǎng)的工作模式，工作模式包括功率自治模式和功率互濟(jì)模式；若確定工作模式為功率自治模式，則控制交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的交流側(cè)微源采用下垂控制方式維持交流側(cè)母線頻率和交流側(cè)母線電壓，控制直流側(cè)微源采用下垂控制方式維持直流側(cè)母線電壓；若確定工作模式為功率互濟(jì)模式，則控制交直流混聯(lián)微電網(wǎng)中的互聯(lián)交流器采用歸一化下垂控制方式控制各個(gè)子網(wǎng)之間功率的雙向傳遞，控制儲(chǔ)能子網(wǎng)采用下垂控制方式吸收各個(gè)子網(wǎng)之間盈余功率或支撐各個(gè)子網(wǎng)之間缺額功率，并基于超級(jí)電容和蓄電池的蓄能荷電狀態(tài)確定混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作模式。本技術(shù)提供的一種交直流混聯(lián)微電網(wǎng)控制方案，利用超級(jí)電容和蓄電池混合儲(chǔ)能的交直流混聯(lián)微電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)控制策略，將混合儲(chǔ)能作為儲(chǔ)能子網(wǎng)連接在直流母線上，根據(jù)交流側(cè)母線頻率和直流側(cè)母線電壓波動(dòng)大小將混聯(lián)微電網(wǎng)分為功率自治和功率互濟(jì)兩種工作模式，功率互濟(jì)模式下互聯(lián)變流器合儲(chǔ)能子網(wǎng)共同參與網(wǎng)間功率傳輸，平抑子網(wǎng)內(nèi)功率波動(dòng)，由于充分利用了超級(jí)電容地快速響應(yīng)特性優(yōu)先采用超級(jí)電容平抑子網(wǎng)內(nèi)功率波動(dòng)，且考慮互聯(lián)變流器和儲(chǔ)能子網(wǎng)共同作用，因此能夠適用于多子網(wǎng)之間因分布式電源、負(fù)荷等造成的功率波動(dòng)工況，有效實(shí)現(xiàn)源-荷-儲(chǔ)功率平衡，提高微電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。