一种基于功率预测的微电网储能装置离网控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于功率预测的微电网储能装置离网控制方法，采用双环控制策略；所述蓄电池的控制采用电压控制外环、电流控制内环的方法；所述超级电容器的控制采用功率控制外环、电流控内环制的方法；根据功率预测曲线确定一天中各时刻的光伏输出功率PV和负荷功率PL；计算二者的差值信号P△；采用DB9小波包分解方法对所述差值信号P△进行分解，得到高频部分信号Phigh和低频部分信号Plow；所述低频部分信号Plow由所述蓄电池输出的功率进行补偿；所述高频部分信号Phigh由所述超级电容器输出的有功功率进行补偿。
【专利说明】—种基于功率预测的微电网储能装置离网控制方法【技术领域】
[0001]本发明属于微电网及新能源发电【技术领域】，涉及一种基于功率预测的微电网储能装置离网控制方法。
【背景技术】
[0002]由于微电网的控制策略的发展和应用处于起步阶段，尚不成熟，不能保证微电网运行的安全性、可靠性和稳定性，极大的阻碍了微电网以及新能源的发展和大范围应用，需要进一步的改进和探索，现阶段充分利用微电网储能设备——蓄电池和超级电容器控制微电网的运行成为微电网研究的一个方向。超级电容具有功率密度大、循环使用寿命长、充电时间短、可靠性高、能量密度低的特点，而蓄电池能量密度大，可以大容量储能，但是不适合频繁充放。将这两种储能装置结合应用于微电网控制中使其优势互补的方法，由于技术原因还没有结合应用。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种能够平抑功率波动、稳定电压、保证负荷有安全可靠的电能供应，而且能够延长储能装置的使用寿命、充分发挥不同储能装置特性的基于功率预测的微电网储能装置离网控制方法。
[0004]为解决上述技术问题所采取的技术方案是一种基于功率预测的微电网储能装置离网控制方法，所述微电网包括光伏电池组件、第三逆变器、第三进线电感L3、馈线C、控制装置、数据采集装置 、储能装置、负荷系统、并网开关和交流母线；所述储能装置包括蓄电池、超级电容器、第一至第二逆变器、第一至第二进线电感L1-L2和馈线A-B;所述负荷系统包括一类负荷、二类负荷、开关K1-K2和馈线D ;所述光伏电池组件依次经所述第三逆变器、第三进线电感L3、馈线C接所述交流母线；所述蓄电池依次经所述第一逆变器、第一进线电感L1、馈线A接所述交流母线；所述超级电容器依次经所述第二逆变器、第二进线电感L2、馈线B接所述交流母线；所述一类负荷依次经所述开关K1、馈线D接所述交流母线；所述二类负荷依次经所述开关K2、馈线D接所述交流母线；所述交流母线经所述并网开关接电网；所述数据采集装置的数据信号输入端分别接所述馈线A、馈线B、馈线C和馈线D ;所述数据采集装置的数据信号输出端接所述控制装置的输入端；所述控制装置的控制信号输出端分别接所述第一至第三逆变器和开关K1-K2的相应控制信号输入端；离网控制方法包括如下步骤:
步骤I将所述并网开关断开；将所述负荷开关接通；
步骤2根据晴天光伏功率预测曲线与负荷功率预测曲线、阴天光伏功率预测曲线与负荷功率预测曲线和多云光伏功率预测曲线与负荷功率预测曲线，确定一天中各时刻的光伏输出功率Pv和负荷功率;计算二者的差值信号PΔ ；
步骤3采用DB9小波包分解方法对所述差值信号ΡΔ进行j层分解，将所述差值信号ΡΔ映射到m个小波包子空间中并经过重构，得到所述差值信号？八的高频部分信号Phigh和低频部分信号Pltw ;所述j=8，m=28 ；
步骤4所述低频部分信号Plmt由所述蓄电池输出的功率进行补偿；所述高频部分信号Phigh由所述超级电容器输出的有功功率进行补偿；
具体方法如下:
采用双环控制策略:所述蓄电池的控制采用电压控制外环、电流控制内环的方法；所述超级电容器的控制采用功率控制外环、电流控内环制的方法；
设蓄电池功率为Pb ;超级电容器功率为Pe ;负荷功率为Pu，蓄电池荷电状态值为SOCb ；蓄电池荷电状态最大值为SOCbmax,所述SOCbmax是蓄电池允许由充电状态转化为放电状态的荷电状态值，SOCbmax=0.8 ;蓄电池荷电状态最小值为SOCbmin，所述SOCbmin是蓄电池允许由放电状态转化为充电状态的荷电状态值，SOCbmin=0.2 ;放电时蓄电池荷电状态临界检测值为S0C-，表示当蓄电池放电时，荷电状态小于该临界检测值时，需要检测蓄电池是否储存有足够的电能可以保证给负荷供电，所述SOC^f设置为0.4;充电时蓄电池荷电状态临界检测值为S0C.，所述S0C.表示当蓄电池充电时，荷电状态大于该临界检测值，则需要检测蓄电池是否能够储存光伏输出电功率所产生的除了负荷使用的多余电能，所述SOC^设置为0.6 ;超级电容器的荷电状态值为S0CEdl。；当前时刻蓄电池所能提供的能量为Eboi, Eboi=L 2 (SOCb-SOCbmin) Eb，其中1.2是由于存在光伏输出功率预测误差而设定的误差因子，Eb为蓄电池所能储存的总能量；当前时刻蓄电池所能储存的能量为Ebci2, Eb02=L 2 (SOCbmax-SOCb) Eb，其中1.2是由于存在光伏功率预测误差而设定的误差因子；光伏输出功率Pv和负荷功率的能量差值为Ettl,%
S1l0 = ISltPl-PyiiI,其中1.2是由于存在光伏输出功率预测误差而设定的误差因子；
(1)当0〈PV ( PL, SOCb ( SOCblf, iB ≥ 0,0.2<S0CEdlc<0.85 时，即当光伏输出功率 Pv 小于等于负荷功率，蓄电池荷电状态SOCb小于S0C-，且蓄电池处于放电或不充电也不放电状态，超级电容器的荷电状态值S0CEdl。在正常范围内时^Eb〈 Ettl，则控制装置控制微电网切除部分二类负荷，使负荷减小，同时控制超级电容器吸收光伏输出功率高频功率波动，即吸收所述差值信号ΡΔ的高频部分信号Phigh，Pe= - Phigh ;若EB>Et(l，则控制装置控制超级电容器吸收高频功率波动，即吸收所述差值信号ρδ的高频部分信号phigh，Pe= - Phigh，低频波动即所述差值ΡΔ信号的低频部分信号Plmt由蓄电池补偿；
(2)当Pv>Pl，S0Cb>S0Cbmin,iB≥0,0.2<S0CEdlc<0.85时，即光伏输出功率Pv大于负荷功率，蓄电池荷电状态大于最小值，蓄电池处于放电或不充电也不放电状态，超级电容器荷电状态在正常范围内，控制装置判断微电网的负荷是否全部投入，若所述负荷未全部投入，则增加负荷；若所述负荷已全部投入，则控制装置控制第三逆变器减小光伏功率的输出；
(3)当PV>PL, SOCb ( SOCbmin, iB ≥ 0,0.2<S0CEdlc<0.85 时，即光伏输出功率 Pv 大于负荷功率Py蓄电池荷电状态不大于最小值，蓄电池处于放电或不充电也不放电状态，超级电容器荷电状态在正常范围内，控制装置控制超级电容器吸收高频功率波动，即吸收所述差值信号ΡΔ的高频部分信号Phigh，Pe= - Phigh，低频波动即所述差值信号ΡΔ的低频部分信号P-由蓄电池吸收；
(4)当Pv > PL, SOCbmin < SOCb < SOCblc, iB〈 0,0.2 < S0CEdlc < 0.85 时，即光伏输出功率Pv大于负荷功率，蓄电池荷电状态值大于蓄电池荷电状态最小值小于充电时蓄电池荷电状态临界检测值SOC.，蓄电池处于充电状态，超级电容器荷电状态值在正常范围内，则控制装置控制超级电容器吸收光伏功率高频功率波动，即吸收所述差值信号Ρδ的高频部分信号Phigh，Pe= - Phigh，低频波动即所述差值信号ΡΛ的低频部分信号P-由蓄电池吸收；
(5)当Pv>PL, SOCblc ( SOCb < SOCbmax, iB < 0,0.2 < S0CEdlc < 0.85 时，即光伏输出功率Pv大于负荷功率Py蓄电池荷电状态值大于充电时蓄电池荷电状态临界检测值S0C.，蓄电池处于充电状态，超级电容器荷电状态在正常范围内；若Ebci2 ≥ - Ettl，则控制装置控制超级电容器吸收光伏功率高频功率波动，即吸收所述差值信号ΡΔ的高频部分信号Phigh，Pe=-Phigh，低频波动即所述差值信号Ρδ的低频部分信号P-由蓄电池吸收；若Ebci2〈 - Ettl，则控制装置控制微电网增加负荷或者控制第三逆变器减小光伏功率输出，同时控制超级电容器吸收光伏功率高频功率波动，即吸收所述差值信号PΔ的高频部分信号Phigh，Pe= - Phigh ；
(6)当Pv > PL, SOCb ≥ SOCbmax, iB〈 0,0.2 < S0CEdlc < 0.85 时，即光伏输出功率 Pv 大于负荷功率Pl，蓄电池荷电状态值大于蓄电池荷电状态最大值SOCbmax,蓄电池处于充电状态，超级电容器荷电状态在正常范围内；则由数据采集装置和控制装置判断负荷是否全部接入微电网，如果负荷未全部接入微电网，则增加接入微电网的负荷,如果已经全部接入，则控制装置控制第三逆变器减小光伏功率输出，同时使超级电容器吸收光伏功率高频功率波动，即吸收所述差值信号P Δ的高频部分信号Phigh，Pe= - Phigh ;
(7)当O < Pv ≤ PL, SOCblc ≤ SOCb < SOCbmax, iB〈 0,0.2 < S0CEdlc < 0.85 时，即光伏输出功率Pv小于等于负荷功率Py蓄电池荷电状态值大于充电时蓄电池荷电状态临界检测值S0C.，且蓄电池处于充电状态，超级电容器荷电状态在正常范围内；则由数据采集装置和控制装置判断光伏逆变器是否以最大功率输出，若光伏功率不是以最大功率输出，则首先考虑控制第三逆变器增大光伏功率输出；若光伏功率已经为最大值，则控制装置控制微电网切除二类负荷，同时使超级电容器吸收光伏功率高频功率波动，即吸收所述差值信号?八的高频部分信号 Phigh, Pe- _ Phigh ;
(8)当O < Pv ≤ PL, SOCblc ≥ SOCbmax, iB〈 0,0.2 < S0CEdlc < 0.85 时，即光伏输出功率Pv小于等于负荷功率匕，蓄电池荷电状态值大于等于蓄电池荷电状态最大值，且蓄电池处于充电状态，超级电容器荷电状态在正常范围内；则控制装置控制超级电容器补偿光伏功率高频功率波动，即吸收所述差值信号PΔ的高频部分信号Phigh，Pe= - Phigh,低频波动即所述差值信号P八的低频部分信号Plmt由蓄电池放电补偿；
(9)iPv=0时，即光伏电池停止发电；若iB>0，S0CEdl。≥0.85，蓄电池为非充电状态，超级电容器荷电状态大于最大值，则Pe=Pp由蓄电池向负荷供电；若iB ≥ O, S0CEdlc〈0.85，则检测蓄电池荷电状态，分两种情况:若S0CB>S0CBMIN，则^ = O ;若SOCb ≤ SOCbmin,则闭合
并网开关进行并网运行或者若不能及时并网则断开所有负荷；
(10)当Pv=0，iB≤0,S0CB> SOCbmin时，当光伏电池停止发电，蓄电池处于充电或不充不放电状态，蓄电池荷电状态值在蓄电池荷电状态最大值与蓄电池荷电状态最小值之间；若S0CEdlc≥0.85，超级电容器荷电状态值大于等于最大值0.85，则Pe=Pl ;若S0CEdlc < 0.85，超级电容器荷电状态小于最大值0.85，则此时控制PE=0，即由蓄电池向负荷供电；
(11)当条件不符合所述(I)至(10)的条件时，则微电网控制装置控制负荷开关K1-K2，使负荷与微电网断开，或者采取并网措施，将所述并网开关接通，通过并网运行方式向负荷供电。[0005]所述蓄电池的控制所采用的外环电压控制、内环电流控制的方法如下:
(1)通过数据采集装置的电压互感器采集馈线A处交流电压值Ub，将所述交流电压值Ub输入蓄电池电压控制外环的输入端Rl ；
(2)将所述交流电压值Ub进行Park变换，得到直轴分量电压Ubd与交轴分量电压Ubq；
(3)将所述直轴分量电压Ubd与直轴给定母线电压Ubdref做减法运算，即进行差值比较，得到代数运算差值Λ Ubd ;将所述交轴分量电压Ubq与交轴给定母线电压Ubq ref做减法运算，即进行差值比较，得到代数运算差值Λ Ubq ；
(4)将所述差值ΛUbd与差值Λ Ubq输入比例积分环节PI后，再通过派克反变换，得到蓄电池电流控制内环的给定电流ib ；
(5)将所述蓄电池电流控制内环的给定电流ibμ输入蓄电池电流控制内环的输入端R2，所述蓄电池电流控制内环的输出端输出交流电流ib ；
(6)所述交流电流ib经过进线电感1/L1S得到电压Ub，反馈到所述蓄电池电压控制外环的输入端Rl ；
(7)所述蓄电池的内环电流控制方法是将所述电流ib与所述给定电流ibμ做减法运算，得到Λ Ib，所述Λ Ib经过滤波环节、限幅环节后，输入PWM发生器，所述PWM发生器的输出信号作为第一逆变器的触发信号输入第一逆变器，所述第一逆变器根据触发信号调节交流电流的大小，从而完成内环电流的控制。
[0006]所述超级电容器的控制所采用的外环功率控制、内环电流控制的方法如下:
(1)所述外环功率控制通过数据采集装置的电压互感器和电流互感器采集馈线B处的交流电压Ue和交流电流Ie，将所述交流电压Ue和交流电流Ie分别输入超级电容器功率控制外环的电压信号输入端R3和电流信号输入端R4 ；
(2)将所述交流电压值Ue和交流电流值Ie进行Park变换，分别获得直轴电压分量Ued'直轴电流分量Ied和交轴电压分量Ura1、交轴电流分量Ieq ；
(3)所述直轴电压分量Ued、直轴电流分量Ied经乘法器相乘得到所述超级电容器的有功功率匕；所述交轴电压分量交轴电流分量Irai经乘法器相乘得到所述超级电容器的无功功率Q6 ；
(4)将所述有功功率Pe与给定有功功率Pgrf做减法运算，即进行差值比较，得到代数运算差值APe ;将所述无功功率Qe与给定无功功率Qgef做减法运算，即进行差值比较，得到代数运算差值AQe;
(5)将所述差值APe与差值AQe输入比例积分环节PI后，再通过Park反变换，得到超级电容器电流控制内环的给定电流;
(6)将所述超级电容器电流控制内环的给定电流1>输入所述超级电容器电流控制内环的输入端R5，所述超级电容器电流控制内环的输出端输出交流电流;所述交流电流Ie反馈到所述超级电容器功率控制外环的电流信号输入端R4 ；
(7 )所述超级电容器的内环电流控制方法是将超级电容器的直流输出电流经第二逆变器逆变为交流电流为Ie，将交流电流Ie与超级电容器电流控制内环的给定电流μ做减法运算得到差值Λ Ιε，Λ I6经过滤波环节、限幅环节后输入到PWM发生器，所述PWM发生器的输出信号作为第二逆变器的触发信号输入第二逆变器，所述第二逆变器根据触发信号调节交流电流的大小，从而完成超级电容器内环电流的控制。[0007]本发明的有益效果是:(I)采用功率型储能装置超级电容器和能量型储能装置蓄电池作为储能装置，超级电容具有功率密度大、循环使用寿命长、充电时间短、可靠性高、能量密度低的特点，而蓄电池能量密度大，可以大容量储能，但是不适合频繁充放电。通过选择合理有效的协调控制方案，使超级电容器和蓄电池输出功率随负荷变化不断调整、协调配合，可以充分发挥这两种储能装置的优势，实现平抑功率波动，维持微电网电压稳定，保证电网稳定运行的目标。(2)通过光伏功率预测及负荷功率预测曲线，可以预知储能装置的出力需求。(3)保证储能装置有足够裕度实现平抑功率波动、稳定电压的控制目标，保证负荷有安全可靠的电能供应。(4)能够延长储能装置的使用寿命、充分发挥不同储能装置的特性，避免过充、过放现象。(5)有利于微电网电能质量的提高，促进微电网安全可靠运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为微电网结构示意图；
图2为本发明的蓄电池外环电压控制方法原理图；
图3为本发明的蓄电池内环电流控制方法原理图；
图4为本发明的超级电容器外环功率控制方法原理图；
图5为本发明的超级电容器内环电流控制方法原理图；
图6为本发明的控制方法流程图；
图7为晴天光伏功率与负荷功率预测曲线；
图8为多云天气光伏功率与负荷功率预测曲线；
图9为阴天光伏功率与负荷功率预测曲线；
图10为为三层小波包分解示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合图1-9和实施例对本发明做如下说明。
[0010]本发明使用的微电网容量配置是，光伏发电最大功率为150KW,蓄电池容量为250KW/2h，超级电容器容量为100KW/10s。
[0011]所述微电网包括光伏电池组件、第三逆变器、第三进线电感L3、馈线C、控制装置、数据采集装置、储能装置、负荷系统、并网开关和交流母线；所述储能装置包括蓄电池、超级电容器、第一至第二逆变器、第一至第二进线电感L1-L2和馈线A-B ;所述负荷系统包括一类负荷、二类负荷、开关K1-K2和馈线D ;所述光伏电池组件依次经所述第三逆变器、第三进线电感L3、馈线C接所述交流母线；所述蓄电池依次经所述第一逆变器、第一进线电感L1、馈线A接所述交流母线；所述超级电容器依次经所述第二逆变器、第二进线电感L2、馈线B接所述交流母线；所述一类负荷依次经所述开关K1、馈线D接所述交流母线；所述二类负荷依次经所述开关K2、馈线D接所述交流母线；所述交流母线经所述并网开关接电网；所述数据采集装置的数据信号输入端分别接所述馈线A、馈线B、馈线C和馈线D ;所述数据采集装置的数据信号输出端接所述控制装置的输入端；所述控制装置的控制信号输出端分别接所述第一至第三逆变器和开关K1-K2的相应控制信号输入端；离网控制方法包括如下步骤:
步骤I将所述并网开关断开；将所述负荷开关接通；
步骤2根据晴天光伏功率预测曲线与负荷功率预测曲线、阴天光伏功率预测曲线与负荷功率预测曲线和多云光伏功率预测曲线与负荷功率预测曲线，确定一天中各时刻的光伏输出功率Pv和负荷功率Pt;计算二者的差值信号PΔ ；
照明负荷的特点是早晨五点至八点和十七点至二十四点是负荷高峰期，照明负荷峰值为50KW，电机负荷工作时间是上午八点至晚上六点，最大功率为100KW。光伏功率输出的特点是早晨五点至八点功率输出很小而且十七点以后输出功率逐渐减小至O，发电功率峰值在中午十二点，本发明光伏功率最大输出为150KW，图7为晴天光伏功率与负荷功率预测曲线；图8为多云天气光伏功率与负荷功率预测曲线；图9为阴天光伏功率与负荷功率预测曲线。
[0012]步骤3采用DB9小波包分解方法对所述差值信号ΡΔ进行j层分解，将所述差值信号？八映射到m个小波包子空间中并经过重构，得到所述差值信号P△的高频部分信号Phigh和低频部分信号Pltw ;所述j=8，m=28 ；
本发明采用小波包分解方法对信号进行处理，小波包分解方法是由小波变换方法发展而来的，是一种更精细的分解方法，提高了时频分辨率。本发明中将光伏输出功率信号与微电网负荷功率的差值采用小波包分解方法进行处理，获得该差值信号的高频部分信号和低频部分信号，进而分别使用蓄电池和超级电容器进行补偿。
[0013]该算法将差值信号映射到m个小波包子空间中，分解算法是:
【权利要求】
1.一种基于功率预测的微电网储能装置离网控制方法，所述微电网包括光伏电池组件、第三逆变器、第三进线电感L3、馈线C、控制装置、数据采集装置、储能装置、负荷系统、并网开关和交流母线；所述储能装置包括蓄电池、超级电容器、第一至第二逆变器、第一至第二进线电感L1-L2和馈线A-B ;所述负荷系统包括一类负荷、二类负荷、开关K1-K2和馈线D ;所述光伏电池组件依次经所述第三逆变器、第三进线电感L3、馈线C接所述交流母线；所述蓄电池依次经所述第一逆变器、第一进线电感L1、馈线A接所述交流母线；所述超级电容器依次经所述第二逆变器、第二进线电感L2、馈线B接所述交流母线；所述一类负荷依次经所述开关Kl、馈线D接所述交流母线；所述二类负荷依次经所述开关K2、馈线D接所述交流母线；所述交流母线经所述并网开关接电网；所述数据采集装置的数据信号输入端分别接所述馈线A、馈线B、馈线C和馈线D ;所述数据采集装置的数据信号输出端接所述控制装置的输入端；所述控制装置的控制信号输出端分别接所述第一至第三逆变器和开关K1-K2的相应控制信号输入端；其特征在于包括如下步骤: 步骤I将所述并网开关断开；将所述负荷开关接通； 步骤2根据晴天光伏功率预测曲线与负荷功率预测曲线、阴天光伏功率预测曲线与负荷功率预测曲线和多云光伏功率预测曲线与负荷功率预测曲线，确定一天中各时刻的光伏输出功率Pv和负荷功率;计算二者的差值信号PΔ ； 步骤3采用DB9小波包分解方法对所述差值信号ΡΔ进行j层分解，将所述差值信号ΡΔ映射到m个小波包子空间中并经过重构，得到所述差值信号？八的高频部分信号Phigh和低频部分信号Pltw ;所述j=8，m=28 ； 步骤4所述低频部分信号Plmt由所述蓄电池输出的功率进行补偿；所述高频部分信号Phigh由所述超级电容器输出的有功功率进行补偿； 具体方法如下: 采用双环控制策略:所述蓄电池的控制采用外环电压控制、内环电流控制的方法；所述超级电容器的控制采用外环功率控制、内环电流控制的方法； 设蓄电池功率为Pb ;超级电容器功率为PE;负荷功率为Pu，蓄电池荷电状态值为SOCb ；蓄电池荷电状态最大值为SOCbmax,所述SOCbmax是蓄电池允许由充电状态转化为放电状态的荷电状态值，SOCbmax=0.8 ;蓄电池荷电状态最小值为SOCbmin，所述SOCbmin是蓄电池允许由放电状态转化为充电状态的荷电状态值，SOCbmin=0.2 ;放电时蓄电池荷电状态临界检测值为S0C-，表示当蓄电池放电时，荷电状态小于该临界检测值时，需要检测蓄电池是否储存有足够的电能可以保证给负荷供电，所述SOC^f设置为0.4;充电时蓄电池荷电状态临界检测值为S0C.，所述S0C.表示当蓄电池充电时，荷电状态大于该临界检测值，则需要检测蓄电池是否能够储存光伏输出电功率所产生的除了负荷使用的多余电能，所述SOC^设置为0.6 ;超级电容器的荷电状态值为S0CEdl。；当前时刻蓄电池所能提供的能量为Eboi, Eboi=L 2 (SOCb-SOCbmin) Eb，其中1.2是由于存在光伏输出功率预测误差而设定的误差因子，Eb为蓄电池所能储存的总能量；当前时刻蓄电池所能储存的能量为Ebci2, Eb02=L 2 (SOCbmax-SOCb) Eb，其中1.2是由于存在光伏功率预测误差而设定的误差因子；光伏输出功率Pv和负荷功率的能量差值为Ettl,
2.根据权利要求1所述的一种基于功率预测的微电网储能装置离网控制方法，其特征在于所述蓄电池的控制所 采用的外环电压控制、内环电流控制的方法如下: (1)通过数据采集装置的电压互感器采集馈线A处交流电压值Ub，将所述交流电压值Ub输入蓄电池电压控制外环的输入端Rl ； (2)将所述交流电压值Ub进行Park变换，得到直轴分量电压Ubd与交轴分量电压Ubq； (3)将所述直轴分量电压Ubd与直轴给定母线电压Ubdref做减法运算，即进行差值比较，得到代数运算差值Λ Ubd ;将所述交轴分量电压Ubq与交轴给定母线电压Ubq ref做减法运算，即进行差值比较，得到代数运算差值Λ Ubq ； (4)将所述差值ΛUbd与差值Λ Ubq输入比例积分环节PI后，再通过派克反变换，得到蓄电池电流控制 内环的给定电流ib ； (5)将所述蓄电池电流控制内环的给定电流ibμ输入蓄电池电流控制内环的输入端R2，所述蓄电池电流控制内环的输出端输出交流电流ib ； (6)所述交流电流ib经过进线电感1/L1S得到电压Ub，反馈到所述蓄电池电压控制外环的输入端Rl ； (7)所述蓄电池的内环电流控制方法是将所述电流ib与所述给定电流ibμ做减法运算，得到Λ Ib，所述Λ Ib经过滤波环节、限幅环节后，输入PWM发生器，所述PWM发生器的输出信号作为第一逆变器的触发信号输入第一逆变器，所述第一逆变器根据触发信号调节交流电流的大小，从而完成内环电流的控制。
3.根据权利要求1所述的一种基于功率预测的微电网储能装置离网控制方法，其特征在于所述超级电容器的控制所采用的外环功率控制、内环电流控制的方法如下: (1)所述外环功率控制通过数据采集装置的电压互感器和电流互感器采集馈线B处的交流电压Ue和交流电流Ie，将所述交流电压Ue和交流电流Ie分别输入超级电容器功率控制外环的电压信号输入端R3和电流信号输入端R4 ； (2)将所述交流电压值Ue和交流电流值Ie进行Park变换，分别获得直轴电压分量Ued'直轴电流分量Ied和交轴电压分量Ura1、交轴电流分量Ieq ； (3)所述直轴电压分量Ued、直轴电流分量Ied经乘法器相乘得到所述超级电容器的有功功率匕；所述交轴电压分量交轴电流分量Irai经乘法器相乘得到所述超级电容器的无功功率Q6 ； (4)将所述有功功率Pe与给定有功功率Pgrf做减法运算，即进行差值比较，得到代数运算差值APe ;将所述无功功率Qe与给定无功功率Qgef做减法运算，即进行差值比较，得到代数运算差值AQe; (5)将所述差值APe与差值AQe输入比例积分环节PI后，再通过Park反变换，得到超级电容器电流控制内环的给定电流; (6)将所述超级电容器电流控制内环的给定电流1>输入所述超级电容器电流控制内环的输入端R5，所述超级电容器电流控制内环的输出端输出交流电流;所述交流电流Ie反馈到所述超级电容器功率控制外环的电流信号输入端R4 ； (7 )所述超级电容器的内环电流控制方法是将超级电容器的直流输出电流经第二逆变器逆变为交流电流为Ie，将交流电流Ie与超级电容器电流控制内环的给定电流μ做减法运算得到差值Λ Ιε，Λ I6经过滤波环节、限幅环节后输入到PWM发生器，所述PWM发生器的输出信号作为第二逆变器的触发信号输入第二逆变器，所述第二逆变器根据触发信号调节交流电流的大小，从而完成超级电容器内环电流的控制。
【文档编号】H02J3/28GK103887807SQ201410063844
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】高志强, 褚华宇, 段晓波, 胡文平, 梁宾, 孙中记, 孟良 申请人:国家电网公司, 国网河北省电力公司电力科学研究院, 河北省电力建设调整试验所