CN114977213B 一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法 （天津津普利环保科技股份有限公司）

司临港怡湾广场3-208-03号、3-208-04号一种含风力发电与混合储能的直流微电网一种含风力发电与混合储能的直流微电网流器的三个桥臂输入电压矢量分为多种开关状池与超级电容各自的SOC与端电压，设计储能装功率与负荷所需功率进行对比，确定双向DC/DC21.一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法，其特征在于包括以下步步骤5：当直流微电网内风力发电系统输出功率小于负荷所需功当直流微电网内风力发电系统输出功率大于负荷所需功率时、双向DC/DC变换器运行风力发电机等效模型的定子电压和电磁转矩方程分别如式(2)和式(3)ddd分别代表定子电压直轴分量、定子电流直轴分量和定子绕组直轴电感；所述步骤3中，直接功率控制策略是指在交流电压稳定的前提下，通过3上conj(u;)表示k时刻整流侧输入电压的共轭复数；与分别表示k时刻整流侧输入电压的共轭复数与电源电通过通过直接控制功率，选择出最适合的电压矢量，使得计算出的功ref分别表示给定的有功和无功功率；4将混合储能装置承担的功率Phess经过低通滤波器后得到平滑的部分，作为蓄电池承担承担功率Phess中的剩余波动部分由超级电2.根据权利要求1所述一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法，其特PWM整流器的三个桥臂输入电压矢量ur共有8种开关状态，即：V0(000)、V53.根据权利要求2所述一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法，其特4.根据权利要求2所述一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法，其特bat与荷电状态SOC的表达式为：brests分别表示超级电容经典模型中的理想电容和等效5.根据权利要求1所述一种含风力发电与混合储能的直流微电网协调控制方法，其特通过储能存储电能的方式平抑系统中的功率波动，双向DC/DC变换器采用Buck模式进行工12管处于关断状态，通过对T1管的占空比进行控制使得直流母线侧的能0和Udc分别为储能的端电压和直流母线侧电压；ton和toff当微电网中出现功率缺额时，即风力发电系统输出功率Pwt小于负载需求功率Pload时，678[0015]当直流微电网内风力发电系统输出功率大于负荷所需功率时、双向DC/DC变换器[0016]所述步骤1中，考虑到直驱式永磁同步发电机(PermanentMagnetSynchronous是PMSG。含储能与风力发电单元的直流微网结构如图1所示。其主要控制任务是精确控制9Te和相位便可控制交流侧电流i的幅值和相位，从而可在最大程度上降低电流的谐波畸变率[0032]直接功率控制策略是指在交流电压稳定的前提下，通过控制PWM整流器的瞬时有[0053]pk+1与qk+1分别表示k+1时刻的有功功率与无功功率；pk与qk分别[0054]conj(u;)表示k时刻整分别表示k时刻整流侧输入电压的共轭复数与电源电压乘积的实部和虚[0080]低通滤波器的幅频特性如图6所示，低通滤波器对高频信号的通过有很强的抑制装置承担功率Phess中的剩余波动部分由超级[0091]为了实现双向流动储能侧与直流母线侧的功率，首先将储能实际工作电流i与参2管处于关断状态，通过对T1管的占空比进行控制使得直流母线侧的能量流向储能制PWM整流器的瞬时有功和无功功率以达到控制瞬时电流的目的，减小电流谐波畸变率和[0103]5)本发明控制方法步骤5中，使用双向DC/DC变换器的Boost和Buck两种工作模式于风力发电系统的双矢量模型预测直接功率控制策略，基于矢量控制策略并引入零矢量，率与负荷所需功率以控制双向DC/DC变换器的工作模式，从而达到维持系统内功率平衡的统稳定性的测试系统。利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建含混合储能系统的直流微电网[0120]该直流微电网系统中，通过控制三相PWM整流器可精确控制风力发电机的输出功[0121]当整流器处于正常工作状态时每一个桥臂的上下桥臂必定是一个处于导通状态、三个桥臂共有8种开关组合工作状态，其中000和111分别表示三个桥臂的所有下桥臂导通明设置基于源荷功率差信号ΔPlay作为蓄电池与超级电容的工作模式切换点，当|ΔP|≥|[0126]另外，考虑到超级电容的容量一般较低，需要设置其端电压Usc在正常上下限Usc_max承担功率Phess中的剩余波动部分由超级电控制结构，通过直接功率控制可有效控制PWM整流器的瞬时有功和无功功率以达到控制瞬时电流、减小电流与电压的相位差并将电流谐波畸变率控制在国家标准规定的5％以下的[0135]MPDPC通过直接控制功率选择出最适合的电压矢量，使得计算出的功率尽可能接[0137]通过控制无功功率给定值Qref为零以达到系统运行于单位功率因数的效果，控制风力发电所发功率小于负载所需功率时，此时利用储能装置放电以补偿系统中的功率缺相PWM整流器与直流母线相连，可精确控制风力发电机的输出功率和整流器网侧的输入电压，混合储能系统通过双向DC/DC变换器实现蓄电池和超级电容与直流母线侧能量的双向[0142]图6为低通滤波器的幅频特性图。利用低通滤波器可将混合储能装置所承担的功器的Boost和Buck两种工作模式可控制储能侧