摘要：本发明涉及一种基于下垂控制(包括直流电源系统和交流电源系统)的可调风景木柴储存独立微网的控制方法。直流电源系统的协调控制主要是根据本地协调控制器的能量管理和基本设备DC/DC转换器的控制进行的。交流供电系统使用下垂控制参与调节岛状微网系统的电压和频率。该方法能有效地稳定通用直流总线电压的大小精度，实现电源之间的通信控制，并能控制频率和电压。为独立微网控制提供了基础。可广泛用于独立微网控制控制。
图1发明的风光柴混合微网的拓扑结构图
背景技术
能源问题越来越受到国际的重视，随着传统能源数量的减少和对其的环境污染的加重，利用可再生能源发电的分布式发电技术(Distributed Generation，DG)受到世界各国的关注。分布式能源的输电损失非常小，可以大大降低对大电网的依赖，满足区域内用户的各种电力需求，弥补传统城市能源系统的不足，该系统由大型电站、多层电网和供暖锅炉、家用空调组成。
微电网技术是实现分布式发电大规模应用和电网智能化的关键技术之一。是指通过配置分布式电源(DG)、储能装置、负载和控制保护装置，形成微型网络，为该地区的当地负载提供制冷、热能和电力。微网可以在网络和孤岛上运行。网络运行后，微网通过公共连接点(PCC)连接到大电网(通常是配电网)。接入配电网的微电网总线电压等级为400V、10kV以上。如果主电网出现故障或电源质量低于微电网内负荷要求，微电网将迅速与主电网解体，独立为内部重要负荷供电。一旦主电网故障完全恢复正常，微网就可以通过并网控制再次与主电网连接，再次进入并网运行。微网的分布式电源有微型燃气轮机、燃料电池、光伏发电系统、小型风力发电系统、电池、高速飞轮储能装置等多种形式。微网分布式电源接口方式主要分为同步发电机接口、逆变器接口和异步发电机接口三类，使用同步发电机接口的分布式电源主要包括各种小型维修发电机和柴油发电机等。使用逆变接口的分布式电源主要包括光伏发电、储能装置、燃料电池、风电等。使用异步发电机接口的分布式电源主要是风力发电机。
风光柴存储独立微网由光伏系统、风电系统、储能系统、柴油机组成，为了充分利用可再生能源，可再生能源系统和储能系统共同协调微网直流总线的电压稳定，如何在系统网络结构或负载发生变化时调整各微电源，确保系统在各种运行模式下正常运行，以满足负载的电力需求。这是微网系统能否安全稳定运行的关键。在现有技术中，没有发现关于风光柴储独立微网、现有能源柴油发电机与清洁能源(光伏、风电、储能)之间如何进行并网转换、如何在能源之间分配负荷、如何确保平稳安全运行的介绍。
发明内容
基于这种背景技术，为了充分利用可再生能源，可再生能源系统和储能系统共同协调微网直流总线的电压稳定，微网系统包括多个微电源，当系统网络结构或负载发生变化时，可确保系统在各种操作模式下正常工作。为了满足负载的电力需求，本发明提供了一种基于下垂控制的可调度风光柴存储独立微网的控制方法。
本发明的技术方案如下。
基于挠度控制的可调度风光木柴储存独立微网的控制方法所述风光柴存储独立微网包括由风力系统、光伏系统和混合储能系统组成的直流供电系统。由柴油机和DC/AC逆变器(将电池组的DC电源转换为输出电压和频率稳定的AC电源)组成的AC电源系统。混合储能系统，包括超级电容器和蓄电池，包括：
所述直流电源系统的协调控制主要根据本地协调控制器的能量管理和作为基本设备的DC/DC转换器(将固定DC电压转换为可变DC电压)控制进行。如果系统的超级电容器或电池的剩余容量(SOC)没有超时，光伏系统和风力系统将使用最大功率点跟踪控制(MPPT控制)。混合储能系统承担系统剩余电力的不足。
所述DC/AC逆变器和柴油发动机使用下垂控制参与调节岛状微网系统的电压和频率。
此外，在混合储能系统中，超级电容器承担了系统频繁的功率波动和更大的功率尖峰。电池承担了系统电力不足的柔软部分。
此外，如果系统中超级电容器或蓄电池的剩余容量未超时，则使用超级电容器末端电压预控制法，在超级电容器末端电压接近上限和下限的情况下，预先控制输出功率，防止超级电容器末端电。
压越限。进一步地，所述蓄电池系统采用恒功率控制，系统中剩余的功率缺额由超级电容器承担，超级电容器采用定直流母线电压控制方式。
进一步地，所述柴油机的的下垂控制是在在现有的同步发电机控制单元基础上增加了基于下垂控制的无通信负荷共享控制方式。
进一步地，所述基于下垂控制的无通信负荷共享控制方式是通过测量线路的有功功率和无功功率实现加入下垂控制对原有的调速系统和励磁系统的改进。
进一步地，所述DC/AC逆变器的下垂控制主要模拟同步发电机的下垂控制。
采用本发明的控制方法取得了以下有益效果：
(1)超级电容器承担系统中频繁的功率波动及幅值较大的功率尖峰，发挥其循环寿命长、输出功率大、响应速度快的优势;蓄电池承担系统中功率缺额的平滑部分，减少小循环充放电，并避免过度充放电，延长其使用寿命。超级电容器和蓄电池组成的混合储能系统承担系统中剩余的功率缺额，平抑光伏、风力及负荷的波动。
(2)在传统同步柴油发电机的基础上设计了基于下垂控制的无通信负荷共享控制方案，与风电逆变器、光伏逆变器共同参与调节孤岛微网系统的电压和频率;
(3)风光柴储混合微网中，包括由光伏发电系统、蓄电池系统、超级电容器系统和风力发电系统组成的直流供电系统和由DC/AC转换器(将电池组的直流电源转化成输出电压和频率稳定的交流电源)和柴油机组成的交流供电系统。在直流侧，通过协调控制，实现稳定直流母线电压，最大化利用可再生能源发电，并优化蓄电池的充放电过程，延长蓄电池的使用寿命的目标，交流侧，DC/AC 转换器和柴油机采用下垂控制实现对等控制，参与系统的电压和频率调节。
(4)该方法能够有效稳定共直流母线电压的大小的准确性;该方法能够实现各电源之间无通讯控制，实现对频率和电压的控制;并为独立微电网控制提供依据。
图2为本发明可调度型分布式电源直流供电系统控制结构;
发明要点简述
1 .一种基于下垂控制的可调度型风光柴储独立微网的控制方法，所述风光柴储独立微网包括由风力系统、光伏系统和混合储能系统组成的直流供电系统，以及由柴油机和DC/AC逆变器组成的交流供电系统，所述混合储能系统包括超级电容器和蓄电池，其特征在于，所述直流供电系统的协调控制主要依靠本地协调控制器的能量管理和底层设备DC/DC变换器的控制共同完成;当系统中超级电容器或蓄电池的剩余容量未越限时，光伏系统和风力系统采用最大功率点跟踪控制;混合储能系统承担系统中剩余的功率缺额;
所述DC/AC逆变器和柴油机采用下垂控制共同参与调节孤岛微网系统的电压和频率。
2.根据权利要求1所述的基于下垂控制的可调度型风光柴储独立微网的控制方法，其特征在于：在混合储能系统中，超级电容器承担系统中频繁的功率波动及幅值较大的功率尖峰;蓄电池承担系统中功率缺额的平滑部分。
3.根据权利要求2所述的基于下垂控制的可调度型风光柴储独立微网的控制方法，其特征在于：在系统中超级电容器或蓄电池的剩余容量未越限时，采用超级电容端电压预控制法，在超级电容端电压接近其上下限对其输出功率进行预控制，防止超级电容器端电压越限。
4.根据权利要求2所述的基于下垂控制的可调度型风光柴储独立微网的控制方法，其特征在于：所述蓄电池系统采用恒功率控制，系统中剩余的功率缺额由超级电容器承担，超级电容器采用定直流母线电压控制方式。
6.根据权利要求1所述的基于下垂控制的可调度型风光柴储独立微网的控制方法，其特征在于：所述柴油机的的下垂控制是在在现有的同步发电机控制单元基础上增加了基于下垂控制的无通信负荷共享控制方式。
7 .根据权利要求6所述的基于下垂控制的可调度型风光柴储独立微网的控制方法，其特征在于：所述基于下垂控制的无通信负荷共享控制方式是通过测量线路的有功功率和无功功率实现加入下垂控制对原有的调速系统和励磁系统的改进。
8.根据权利要求1所述的基于下垂控制的可调度型风光柴储独立微网的控制方法，其特征在于：所述DC/AC逆变器的下垂控制主要模拟同步发电机的下垂控制。
图3为本发明逆变器和柴油机控制结构图。