本發(fā)明涉及微源互聯(lián)供電及控制，特別是一種無儲能型光柴直流微電網(wǎng)母線電壓支撐方法、終端設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、由光伏發(fā)電與儲能系統(tǒng)、柴油發(fā)電機組成的直流微電網(wǎng)為如今傳統(tǒng)化石能源短缺與環(huán)境污染問題提供可靠的解決方案。尤其在偏遠(yuǎn)地區(qū)，光-柴-儲直流微電網(wǎng)因其可靠性高、控制簡單(相較于交流微電網(wǎng))等優(yōu)點受到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有的光-柴-儲直流微電網(wǎng)將光伏工作于mppt模式以獲取做大效益，柴油發(fā)電機作為電流源補充系統(tǒng)輸出功率缺額，儲能電池作為電壓源建立母線電壓并利用儲能充放電特性保持系統(tǒng)功率平衡。但當(dāng)儲能電池soc出現(xiàn)過高無法繼續(xù)充電或者soc過低甚至損壞而無法維持母線電壓的情況，此時光伏模塊與柴發(fā)模塊如果繼續(xù)保持常規(guī)控制方式，將導(dǎo)致母線電壓失穩(wěn)，光伏模塊和柴發(fā)模塊單向源的特性將導(dǎo)致系統(tǒng)功率不平衡，嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致變換器出現(xiàn)損壞，系統(tǒng)解列。

2、因此需要一種針對無儲能場景下光柴直流微電網(wǎng)穩(wěn)定運行的控制系統(tǒng)，包括光柴并聯(lián)下垂系統(tǒng)以及應(yīng)對系統(tǒng)投切負(fù)載時母線電壓劇烈變化的快速補償方法，一方面保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，另一方面保證光伏效益最大化。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種無儲能型光柴直流微電網(wǎng)母線電壓支撐方法、終端設(shè)備，保證光-柴-儲直流微電網(wǎng)在無儲能場景下依舊能夠保持穩(wěn)定運行以及光伏效益最大化。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種無儲能型光柴直流微電網(wǎng)母線電壓支撐方法，無儲能型光柴直流微電網(wǎng)包括光伏模塊和柴發(fā)模塊，所述光伏模塊和柴發(fā)模塊均接入直流母線；包括以下步驟：

3、s1、將采樣得到的母線電壓信號ubus經(jīng)過高通濾波器h(s)得到母線電壓高頻分量um；

4、將所述母線電壓信號ubus分別與采樣得到的光伏模塊輸出電流io_pv、柴發(fā)模塊輸出電流io_dg相乘，對應(yīng)得到光伏模塊輸出功率po_pv與柴發(fā)模塊輸出功率po_dg；

5、s2、對于光伏模塊，當(dāng)um<x1&&δupv<0，處于投入負(fù)載第一階段，補償系數(shù)mpv＝npv1(ppv-po_pv)，其中ppv為光伏模塊額定容量，npv1為投入負(fù)載第一階段系數(shù)常量；當(dāng)um>0&&δupv<0，處于投入負(fù)載第二階段，補償系數(shù)mpv＝npv2(ppv-po_pv)，其中npv2為投入負(fù)載第二階段系數(shù)常量；當(dāng)um>x2&&δupv>0，處于切除負(fù)載第一階段，補償系數(shù)mpv＝npv3po_pv，其中npv3為切除負(fù)載第一階段系數(shù)常量，當(dāng)um<0&&δupv>0，處于切除負(fù)載第二階段，補償系數(shù)mpv＝npv4po_pv，其中npv4為切除負(fù)載第二階段系數(shù)常量；x1、x2分別為穩(wěn)態(tài)時母線電壓高頻分量的下限和上限；δupv為光伏模塊的母線電壓控制參考值uref_pv與母線實際值ubus的差；

6、對于柴發(fā)模塊，當(dāng)um<x1&&δudg<0，處于投入負(fù)載第一階段，補償系數(shù)mdg＝ndg1(pdg-po_dg)，其中pdg為柴發(fā)模塊額定容量，ndg1為投入負(fù)載第一階段系數(shù)常量；當(dāng)um>0&&δudg<0，處于投入負(fù)載第二階段，補償系數(shù)mdg＝ndg2(pdg-po_dg)，其中ndg2為投入負(fù)載第二階段系數(shù)常量，當(dāng)um>x2&&δudg>0，處于切除負(fù)載第一階段，補償系數(shù)mdg＝ndg3po_dg，其中ndg3為切除負(fù)載第一階段系數(shù)常量，當(dāng)um<0&&δudg>0，處于切除負(fù)載第二階段，補償系數(shù)mdg＝ndg4po_dg，其中npv4為切除負(fù)載第二階段系數(shù)常量；δudg為柴發(fā)模塊的母線電壓控制參考值uref_dg與母線實際值ubus的差；

7、s3、將母線電壓高頻分量um分別乘以光伏模塊補償系數(shù)mpv與柴發(fā)模塊補償系數(shù)mdg，分別得到光伏模塊的母線電壓補償分量ucpv和柴發(fā)模塊的母線電壓補償分量ucdg，分別疊加于光伏模塊與柴發(fā)模塊控制系統(tǒng)的電壓外環(huán)進(jìn)行補償。

8、本發(fā)明根據(jù)光伏模塊與柴發(fā)模塊的當(dāng)前出力狀態(tài)對母線電壓在投切負(fù)載時進(jìn)行支撐，避免了系統(tǒng)在投切負(fù)載時出現(xiàn)過補償與欠補償狀況，從而降低了系統(tǒng)出現(xiàn)的動態(tài)失穩(wěn)的可能性。

9、本發(fā)明的方法還包括：

10、計算光伏模塊母線電壓的參考值upv與柴發(fā)模塊母線電壓的udg；將所述光伏模塊母線電壓的參考值upv與光伏模塊的母線電壓補償分量ucpv相加，得到光伏模塊電壓外環(huán)給定值uref_pv；將所述柴發(fā)模塊母線電壓的參考值udg與柴發(fā)模塊的母線電壓補償分量ucdg相加，得到柴發(fā)模塊電壓外環(huán)給定值uref_dg；

11、將所述光伏模塊電壓外環(huán)給定值uref_pv與母線電壓信號ubus做差，得到光伏模塊電壓偏差信號δupv；將所述柴發(fā)模塊電壓外環(huán)給定值uref_dg與母線電壓信號ubus做差，得到柴發(fā)模塊電壓偏差信號δudg；

12、將所述光伏模塊電壓偏差信號δupv經(jīng)過電壓外環(huán)pi控制器gcv_pv，得到光伏模塊電流內(nèi)環(huán)給定值iref_pv；將所述柴發(fā)模塊電壓偏差信號δudg經(jīng)過電壓外環(huán)pi控制器gcv_dg，到柴發(fā)模塊電流內(nèi)環(huán)給定值iref_dg；

13、將所述光伏模塊電流內(nèi)環(huán)給定值iref_pv與光伏模塊輸出電流io_pv做差，得到光伏模塊電流偏差信號δipv；將所述柴發(fā)模塊電流內(nèi)環(huán)給定值iref_dg與柴發(fā)模塊輸入電流iin_dg做差，得到柴發(fā)模塊電流偏差信號δidg；

14、將所述光伏模塊電流偏差信號δipv、柴發(fā)模塊電流偏差信號δidg分別通過電流內(nèi)環(huán)pi控制器gci_pv，gci_dg，對應(yīng)得到光伏模塊的pwm調(diào)制信號和柴發(fā)模塊的pwm調(diào)制信號。

15、上述實現(xiàn)過程采用電壓電流雙閉環(huán)與補償分量疊加的控制策略，通過同時控制電壓和電流，雙閉環(huán)控制與補償量的疊加可以有效地應(yīng)對負(fù)載變化和系統(tǒng)擾動，提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)能力和穩(wěn)定性。電流環(huán)通常用于快速響應(yīng)負(fù)載變化，而電壓環(huán)則用于穩(wěn)定長期的輸出電壓，補償量用于快速應(yīng)對負(fù)載變化。

16、本發(fā)明中，vo為光伏模塊和柴發(fā)模塊均空載運行時無儲能型光柴直流微電網(wǎng)的輸出電壓。

17、所述光伏模塊與柴發(fā)模塊出力占比為其中，其中kpv為光伏下垂曲線，功率系數(shù)a>>1，ppv為光伏模塊額定容量，pdg為柴發(fā)模塊額定容量，v0、v1分別為母線電壓額定值與下限值，kdg＝(v0-v1)/-pdg。本發(fā)明中，不考慮線路阻抗，光伏模塊與柴發(fā)模塊出力占比由常規(guī)下垂曲線中的kdg:kpv，變?yōu)榇蟠筇岣吡斯夥K在系統(tǒng)中的出力占比。

18、作為一個發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種終端設(shè)備，其包括：

19、一個或多個處理器；

20、存儲器，其上存儲有一個或多個程序，當(dāng)所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)上述方法的步驟。

21、作為一個發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述方法的步驟。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為：

23、1)本發(fā)明在無儲能光柴直流微電網(wǎng)的情況下，通過設(shè)計基于虛擬功率的光柴下垂控制系統(tǒng)，使光伏模塊工作于電壓源的同時，在光柴并聯(lián)系統(tǒng)中保持較大的出力占比，從而保證了光伏模塊經(jīng)濟效益最大化，較好地節(jié)約了傳統(tǒng)化石能源；

24、2)相較于常規(guī)直流微電網(wǎng)在通信基礎(chǔ)上完成能量調(diào)度，光伏模塊與柴發(fā)模塊采用下垂控制系統(tǒng)，不需要額外的通信模塊即可完成光伏與柴發(fā)模塊間的能量協(xié)調(diào)，這樣既保證了無通信延時帶了的控制穩(wěn)定性干擾，又大大節(jié)約了成本。

25、3)本發(fā)明中的母線電壓補償系數(shù)的設(shè)計基于光伏模塊和柴發(fā)模塊當(dāng)前輸出功率與剩余容量，同時針對母線電壓在投切負(fù)載的狀態(tài)分為兩個階段模式，符合實際工作特性，避免過補償與欠補償導(dǎo)致的母線電壓失穩(wěn)，同時因為補償量加在控制系統(tǒng)電壓外環(huán)，穩(wěn)態(tài)時補償量為零，不會影響光伏模塊與柴發(fā)模塊的下垂系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行，極大地提升了光柴直流微電網(wǎng)系統(tǒng)響應(yīng)速度以及穩(wěn)定運行的水平。