CN108539728B - 一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法 - Google Patents

一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，包括：对直流微电网内部分布式电源并网点的电压进行实时监测；判断电压是否在设定范围内，若是，则保持直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制，若否，则对连接并网点的微电网级本地储能装置发出充放电指令对并网点电压进行调控。本发明通过在电压稳定时保持直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制，不稳定时对分布式电源和本地储能装置进行协同控制，实现底层自主控制和上层集中控制，能够在减少网内通信的同时，保证网内的功率平衡与电压稳定，解决了现有对等控制的分散性导致网内功率不平衡、电压质量下降，导致系统不稳定的技术问题。本发明还提供对应的系统。

Description

一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法
技术领域
本发明涉及微电网技术领域，尤其涉及一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法。
背景技术
微电网(Micro-Grid)，是一组分布式电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。相比于交流微电网，直流微电网具有无需控制电压频率和相位、高电能质量、高可靠性和高效率等优点，通常用于具有敏感性或直流负载的用电系统，如电信系统、电动汽车、舰船等。与交流微电网相似，直流微电网既可以与外部直流电网并网运行，也可以孤立运行。并网运行模式下，直流微电网内部的分布式发电单元及负荷的控制相对简单，其直流电压由主网支撑，当主网较强时，难以出现电压失稳现象；当主网较弱或甚至在孤岛运行模式下，由于失去主网的电压支撑，需要有效的控制方法来维持直流微电网的稳定运行。通常，孤岛运行条件下，直流微电网的控制方法可分为两类：集中式与对等式方法。
集中式控制需要借助通信系统，基于网内各点的状态信息，利用中央控制器统一协调直流微电网内所有分布式单元的发电量、负荷投切、储能装置的充放电管理等，以实现直流微电网的稳定运行及网内多台装置的功率分配及优化。但集中控制的控制算法较为复杂，如果应用于大型微电网，集中控制算法需要处理的数据量较大，难以保证控制的实时性；由于分布式发电装置完全受中央控制器控制，即插即用的特性也会受到限制，因此灵活性也较差；在高发电/负荷变化的情况下，一旦中央控制器发生故障，容易出现整个微电网系统都陷入瘫痪的情况，此时集中控制的可靠性也难以保证。
对等控制(也称自主控制)是指微电网内的各发电单元按照一定的协议协调运行，一般通过下垂控制法实现，中央控制器只起到监控和部分控制的作用，分布式电源与储能装置根据本地信息与网内通信设备提供的网内状态自主控制运行状态和输出功率等。由于新能源发电自身具有较高的发电变化率，以及分布式电源具有即插即用特性，导致微电网中的发电量变化率增加，不可控性也随之增大。由于新能源发电自身具有较高的发电变化率，以及分布式电源具有即插即用特性，导致微电网中的发电量变化率增加，不可控性也随之增大。在此背景下，微电网存在高发电/负荷变化率问题。由于缺乏总控制器的管理，对等控制的分散性可能会导致网内功率不平衡、电压质量下降，甚至导致系统不稳定的问题出现。
发明内容
本发明提供了一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，用于解决现有技术由于缺乏总控制器的管理，对等控制的分散性可能会导致网内功率不平衡、电压质量下降，甚至导致系统不稳定的技术问题。
本发明提供的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，包括：
对直流微电网内部分布式电源并网点的电压UPCC进行实时监测；
判断电压UPCC是否在设定范围内，若是，则保持直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制，若否，则对连接并网点的微电网级本地储能装置发出充放电指令对并网点电压进行调控。
优选地，所述直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制具体为：
通过下垂控制公式控制直流微电网内部分布式电源的输出电压和输出电流；
所述下垂控制公式为：
UDG＝Umax-Rd·IDG；
其中，IDG为直流微电网内部分布式电源的输出电流，UDG为直流微电网内部分布式电源的输出电压，Umax为直流微电网内部分布式电源的空载输出电压，Rd为设定的虚拟电阻即I-U下垂系数。
优选地，所述下垂系数Rd的设定方法为：
判断直流微电网内部分布式电源的输出功率是否大于直流微电网内部分布式电源的最大输出功率，若是，则设定下垂系数Rd的值为第一设定值，若否，则设定下垂系数Rd的值为第二设定值。
优选地，所述第一设定值大于所述第二设定值。
优选地，通过下垂控制公式计算出直流微电网内部分布式电源的输出电压和输出电流后，还通过电压-电流双闭环PI控制系统修正输出电压。
优选地，所述对连接并网点的微电网级本地储能装置发出充放电指令对并网点电压进行调控具体包括：
用并网点电压额定值Uref减去并网点电压UPCC得到电压偏差值；
根据电压偏差值与微电网级本地储能装置输出功率的对应关系设定微电网级本地储能装置的输出功率设定值；
将包含输出功率设定值的充放电指令发送至微电网级本地储能装置，用于对并网点电压进行调控。
优选地，所述电压偏差值与微电网级本地储能装置输出功率的对应关系具体为：
当电压偏差值ΔU的值在设定范围(ΔUmin，ΔUmax)内，则设定微电网级本地储能装置输出功率为I*＝0；
当电压偏差值ΔU的值在设定范围(ΔUESSmin，ΔUmin)内，则设定微电网级本地储能装置输出功率为I*＝I* ESSmin(ΔUmin-ΔU)/(ΔUmin-ΔUESSmin)；
当电压偏差值ΔU的值在设定范围(ΔUmax，ΔUESSmax)内，则设定微电网级本地储能装置输出功率为I*＝I* ESSmax(ΔU-ΔUmax)/(ΔUESSmax-ΔUmax)；
其中，ΔUESSmin、ΔUmin、ΔUmax、ΔUESSmax、I* ESSmin和I* ESSmax为预设参数。
优选地，(ΔUmin，ΔUmax)为并网点的电压偏差范围，ΔUESSmin和ΔUESSmax为设定的微电网级本地储能装置的正负最大承受电压偏差值，I* ESSmin和I* ESSmax为设定的微电网级本地储能装置的最大承受电压偏差值对应的最大充放电值。
优选地，所述微电网级本地储能装置接收到充放电指令后，还执行恒流控制算法。
本发明提供的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制系统，包括：微电网中央控制器、直流微电网内部分布式电源和微电网级本地储能装置；
所述直流微电网内部分布式电源连接于并网点；
所述微电网中央控制器连接所述并网点，用于采集所述并网点上的电压；
所述微电网级本地储能装置连接所述并网点；
所述微电网中央控制器连接所述微电网级本地储能装置，用于控制所述微电网级本地储能装置；
其中，所述微电网中央控制器上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述的方法。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，包括：对直流微电网内部分布式电源并网点的电压UPCC进行实时监测；判断电压UPCC是否在设定范围内，若是，则保持直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制，若否，则对连接并网点的微电网级本地储能装置发出充放电指令对并网点电压进行调控。本发明通过在电压稳定时保持直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制，不稳定时对分布式电源和本地储能装置进行协同控制，实现底层自主控制和上层集中控制，能够在减少网内通信的同时，保证网内的功率平衡与电压稳定，综合了对等控制与集中控制的优点，解决了现有对等控制的分散性可能会导致网内功率不平衡、电压质量下降，甚至导致系统不稳定的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提供的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法的一个实施例的示意图；
图2为本发明提供的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法的另一个实施例的示意图；
图3为本发明中直流微电网拓扑结构示意图；
图4为本发明中的二级协同控制框架；
图5为本发明中的用于说明下垂控制的DG控制框图；
图6为本发明中的用于说明下垂控制的I-U下垂曲线图；
图7为本发明中的二级协同控制架构下的直流微电网图；
图8为MGCC及ESS控制框图；
图9为ESS运行状态划分。
具体实施方式
本发明提供了一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，用于解决现有技术由于缺乏总控制器的管理，对等控制的分散性可能会导致网内功率不平衡、电压质量下降，甚至导致系统不稳定的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法的一个实施例，包括：
101、对直流微电网内部分布式电源并网点的电压UPCC进行实时监测；
102、判断电压UPCC是否在设定范围内，若是，则保持直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制，若否，则对连接并网点的微电网级本地储能装置发出充放电指令对并网点电压进行调控。
由于微电网级本地储能装置也连接在并网点，因此在微电网级本地储能装置进行充电或放电的时候，能够对并网点的电压造成可控影响，即可以对并网点电压进行调控。
本发明涉及一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，属于电力电子技术领域。该方法包括底层与顶层控制方法两部分，其中底层采用自主下垂控制，实现多分布式发电单元的协同和功率分配；顶层采用集中控制，通过中央控制器协调直流微电网内分布式发电单元和储能单元，实现高功率变化率条件下直流微电网的电压稳定。本发明既保留了分布式电源的即插即用特性，又能通过与储能装置的协同控制，在减少网内通信的同时，保证网内的功率平衡与电压稳定，综合了对等控制与集中控制的优点。
本发明通过在电压稳定时保持直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制，不稳定时对分布式电源和本地储能装置进行协同控制，实现底层自主控制和上层集中控制，能够在减少网内通信的同时，保证网内的功率平衡与电压稳定，综合了对等控制与集中控制的优点，解决了现有对等控制的分散性可能会导致网内功率不平衡、电压质量下降，甚至导致系统不稳定的技术问题。
以上是对本发明提供的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法的一个实施例进行详细的描述，以下将对本发明提供的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法的另一个实施例进行详细的描述。
请参阅图2，本发明提供的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法的另一个实施例，包括：
201、对直流微电网内部分布式电源并网点的电压UPCC进行实时监测；
202、判断电压UPCC是否在设定范围内，若是，则保持直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制，继续进行实时监测，不进行步骤203至步骤205，若否，则执行步骤203；
203、用并网点电压额定值Uref减去并网点电压UPCC得到电压偏差值；
204、根据电压偏差值与微电网级本地储能装置输出功率的对应关系设定微电网级本地储能装置的输出功率设定值；
205、将包含输出功率设定值的充放电指令发送至微电网级本地储能装置，用于对并网点电压进行调控。
其中，直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制具体为：
通过下垂控制公式控制直流微电网内部分布式电源的输出电压和输出电流，然后通过电压-电流双闭环PI控制系统修正输出电压。
自主下垂控制可参阅图5。
下垂控制公式为：
UDG＝Umax-Rd·IDG；
其中，IDG为直流微电网内部分布式电源的输出电流，UDG为直流微电网内部分布式电源的输出电压，Umax为直流微电网内部分布式电源的空载输出电压，Rd为设定的虚拟电阻即I-U下垂系数。
下垂系数Rd的设定方法为：
判断直流微电网内部分布式电源的输出功率是否大于直流微电网内部分布式电源的最大输出功率，若是，则设定下垂系数Rd的值为第一设定值，若否，则设定下垂系数Rd的值为第二设定值。
第一设定值大于所述第二设定值。
下垂控制公式的对应的曲线图可参阅图6，由于下垂系数(即曲线的斜率)有两个设定值，一开始的时候较小，后来较大，曲线变陡。
电压偏差值与微电网级本地储能装置输出功率的对应关系(可参阅图9)具体为：
当电压偏差值ΔU的值在设定范围(ΔUmin，ΔUmax)内，则设定微电网级本地储能装置输出功率为I*＝0；
当电压偏差值ΔU的值在设定范围(ΔUESSmin，ΔUmin)内，则设定微电网级本地储能装置输出功率为I*＝I* ESSmin(ΔUmin-ΔU)/(ΔUmin-ΔUESSmin)；
当电压偏差值ΔU的值在设定范围(ΔUmax，ΔUESSmax)内，则设定微电网级本地储能装置输出功率为I*＝I* ESSmax(ΔU-ΔUmax)/(ΔUESSmax-ΔUmax)；
其中，ΔUESSmin、ΔUmin、ΔUmax、ΔUESSmax、I* ESSmin和I* ESSmax为预设参数。
(ΔUmin，ΔUmax)为并网点的电压偏差范围，ΔUESSmin和ΔUESSmax为设定的微电网级本地储能装置的正负最大承受电压偏差值，I* ESSmin和I* ESSmax为设定的微电网级本地储能装置的最大承受电压偏差值对应的最大充放电值。
微电网级本地储能装置接收到充放电指令后，还执行恒流控制算法，可以精确跟踪微电网中央控制器给定的充放电指令。
恒流控制算法可参阅图8。
将上述实施例置于具体应用场景中进行说明，如下：
本发明结合高电源/负荷功率变化率情况下的直流微电网场景，提出一种“底层自主-上层集中”的二级混合式直流微电网控制架构。在此架构中，直流微电网内部分布式电源(DG)采用直流下垂控制(Droop Control)，该控制方法具有电压源型输出特性，因此分布式电源能够在微电网孤岛运行时自主为系统提供电压支撑，并且分布式电源的下垂特性能够保证多分布式电源自主组网运行和进行功率分配，确保在微电网内实现底层自主控制。微电网内部配备一定容量的储能装置(ESS)，微电网中央控制器(MGCC)协同微电网与储能共同运行，在微电网内部的电源/负荷变化超出设定范围时，中央控制器控制储能补充微电网内的功率缺额，维持微电网内功率平衡及母线电压水平在设定范围内。该架构对应的控制方法重点在以下几个方面：
(1)如图3所示为直流微电网拓扑结构示意图，该拓扑由n个分布式电源、n个负荷以及一个微电网级本地储能装置(ESS)构成，其中第一个分布式电源为DG1，第一个负荷为Load1，第n个分布式电源为DGn，第n个负荷为Loadn。基于图3所提出的直流微电网结构示意图，二级协同控制架构如图4所示。为保证网内DG的即插即用特性，各DG采用自主控制策略，形成二级协同控制的底层；MGCC接收微电网与ESS的状态反馈，经过一定的控制算法，对微电网与ESS进行协同控制，形成二级协同控制的上层。
(2)直流微电网内的DG采用具有I-U下垂特性的控制方法，其控制关系为：UDG＝Umax-Rd·IDG，其中IDG为DG的输出电流，UDG为DG的输出电压，Umax为DG空载输出电压，Rd为虚拟电阻即I-U下垂系数。
(3)如图5所示，采样DG变流器的输出电流IDG，经过下垂控制的计算得到下一控制周期的输出电压指令U*，电压指令给至后端的双闭环PI控制系统，该电压-电流双闭环PI控制系统能够快速响应电压指令，最终生成发送给变流器的电压指令。DG的下垂曲线如图6所示，下垂曲线的斜率大小与DG的容量有关，可以由MGCC进行设定。在一定输出功率范围内，DG按照设定的下垂曲线运行；当输出功率超出DG的最大输出功率后，为对DG进行保护，防止过流对变换器造成损害，下垂曲线变陡，DG输出电压幅值迅速下跌。
(4)图7以一个典型的直流微电网为例说明ESS与微电网的协同运行过程，其中3台DG通过PCC点并联运行，若干负荷随机分布在网内。选择PCC点作为微电网的关键节点放置储能装置。由于微电网内各DG采用下垂控制，电源/负荷的变化体现在关键节点电压的变化。MGCC对并网点的电压UPCC进行实时监测，当UPCC在设定范围内变化时，MGCC不干涉微电网内部的自主控制，并网点电压由网内各DG的下垂控制协调产生。当网内负荷或者电源出力变动，导致并网点的电压波动超出设定范围时，MGCC对ESS发出充放电指令，对关键节点电压进行调控。为了与微电网协同运行，ESS的控制被分为两部分，如图8所示，其中第一部分在MGCC内，负责产生发给ESS的充放电指令I* ESS；第二部分在ESS本地，为了精确跟踪MGCC给定的I* ESS，ESS本地采用恒流控制。
(5)由于直流微电网内采用的I-U下垂控制支撑母线电压，因此在网内功率波动时会导致关键节点的电压偏差。ESS根据关键节点的电压偏差，通过充电或放电平衡网内功率。为了实现ESS的充电、放电两种状态的切换，MGCC的控制中加入如图9所示的死区。以图7所示的微电网拓扑为例，UPCC与额定值Uref的偏差值经过如图9的死区控制后产生ESS的充放电指令。图9中，ΔUmax至ΔUmin区间为PCC点允许的电压偏差范围，在此范围内ESS的充放电指令为调出此范围后，ESS按照ΔUESSmin至ΔUmin或者ΔUmax至ΔUESSmax范围内的设定值输出功率。此外，在这种控制方法下，储能装置并不是一个常规发电装置，发电容量有限，且过充或者过放都会对储能元件造成较大损伤，影响储能的寿命。
(6)ESS的SOC的数学模型为：
Figure BDA0001640520640000091
端电压数学模型为Udc＝EESS(SOC)-IdcRESS(SOC)。
由数学模型可知，ESS的SOC随放电时间增加逐渐降低，储能装置的电势EESS和内阻RESS变化满足：EESS随SOC的降低而降低，RESS随SOC的降低而增大，因此在放电电流不变的前提下，ESS的直流端电压逐渐下降。为了更有效率地协同ESS与区域网的运行，必须考虑ESS的容量与SOC。据此，可对ΔUESSmin至ΔUmin或者ΔUmax至ΔUESSmax范围内的死区斜率进行根据SOC限制条件的调整，另外，当电压偏差值超出ΔUESSmin或ΔUESSmax时，考虑到过大的电流可能导致ESS过充或者过放，应设定最大充放电值I* ESSmax和I* ESSmin。
本发明的技术特点及有益效果：该控制方法既保留了分布式电源的即插即用特性，又能通过与储能装置的协同控制，在减少网内通信的同时，保证网内的功率平衡与电压稳定，综合了自主控制与集中控制的优点。该控制能够在网内出现大幅度发电量/负荷变化时调节网内潮流，将网内电压稳定在一定范围内。由于采样、通信以及计算等实际工程中会存在时延的过程，该控制方法存在一定的滞后性，并且考虑到储能装置的容量及充放电限制，控制中没有将并网点电压零偏差作为控制目标，因此与理想情况相比该方法存在一定误差。但若通过合理选择储能放置节点、电池容量以及全网优化调度等其他途径，该误差可被控制在可接受范围之内。
请参阅图7，本发明提供的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制系统，包括：微电网中央控制器、直流微电网内部分布式电源和微电网级本地储能装置；
直流微电网内部分布式电源连接于并网点；
微电网中央控制器连接并网点，用于采集并网点上的电压；
微电网级本地储能装置连接并网点；
微电网中央控制器连接微电网级本地储能装置，用于控制微电网级本地储能装置；
其中，微电网中央控制器上存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现如上述实施例的方法。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，其特征在于，包括：
对直流微电网内部分布式电源并网点的电压UPCC进行实时监测；
判断电压UPCC是否在设定范围内，若是，则保持直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制，若否，则对连接并网点的微电网级本地储能装置发出充放电指令对并网点电压进行调控；
所述直流微电网内部分布式电源的自主下垂控制具体为：
通过下垂控制公式控制直流微电网内部分布式电源的输出电压和输出电流；
所述下垂控制公式为：
UDG＝Umax-Rd·IDG；
其中，IDG为直流微电网内部分布式电源的输出电流，UDG为直流微电网内部分布式电源的输出电压，Umax为直流微电网内部分布式电源的空载输出电压，Rd为设定的虚拟电阻即I-U下垂系数；
所述对连接并网点的微电网级本地储能装置发出充放电指令对并网点电压进行调控具体包括：
用并网点电压额定值Uref减去并网点电压UPCC得到电压偏差值；
根据电压偏差值与微电网级本地储能装置输出功率的对应关系设定微电网级本地储能装置的输出功率设定值；
将包含输出功率设定值的充放电指令发送至微电网级本地储能装置，用于对并网点电压进行调控；
所述电压偏差值与微电网级本地储能装置输出功率的对应关系具体为：
当电压偏差值ΔU的值在设定范围(ΔUmin，ΔUmax)内，则设定微电网级本地储能装置输出功率为I*＝0；
当电压偏差值ΔU的值在设定范围(ΔUESSmin，ΔUmin)内，则设定微电网级本地储能装置输出功率为I*＝I* ESSmin(ΔUmin-ΔU)/(ΔUmin-ΔUESSmin)；
当电压偏差值ΔU的值在设定范围(ΔUmax，ΔUESSmax)内，则设定微电网级本地储能装置输出功率为I*＝I* ESSmax(ΔU-ΔUmax)/(ΔUESSmax-ΔUmax)；
其中，ΔUESSmin、ΔUmin、ΔUmax、ΔUESSmax、I* ESSmin和I* ESSmax为预设参数。
2.根据权利要求1所述的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，其特征在于，所述下垂系数Rd的设定方法为：
判断直流微电网内部分布式电源的输出功率是否大于直流微电网内部分布式电源的最大输出功率，若是，则设定下垂系数Rd的值为第一设定值，若否，则设定下垂系数Rd的值为第二设定值。
3.根据权利要求2所述的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，其特征在于，所述第一设定值大于所述第二设定值。
4.根据权利要求1所述的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，其特征在于，通过下垂控制公式计算出直流微电网内部分布式电源的输出电压和输出电流后，还通过电压-电流双闭环PI控制系统修正输出电压。
5.根据权利要求1所述的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，其特征在于，(ΔUmin，ΔUmax)为并网点的电压偏差范围，ΔUESSmin和ΔUESSmax为设定的微电网级本地储能装置的正负最大承受电压偏差值，I* ESSmin和I* ESSmax为设定的微电网级本地储能装置的最大承受电压偏差值对应的最大充放电值。
6.根据权利要求1所述的一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制方法，其特征在于，所述微电网级本地储能装置接收到充放电指令后，还执行恒流控制算法。
7.一种面向高功率变化场景的直流微电网两级协同控制系统，其特征在于，包括：微电网中央控制器、直流微电网内部分布式电源和微电网级本地储能装置；
所述直流微电网内部分布式电源连接于并网点；
所述微电网中央控制器连接所述并网点，用于采集所述并网点上的电压；
所述微电网级本地储能装置连接所述并网点；
所述微电网中央控制器连接所述微电网级本地储能装置，用于控制所述微电网级本地储能装置；
其中，所述微电网中央控制器上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204928159U (zh) * 2015-08-25 2015-12-30 南方电网科学研究院有限责任公司 微电网电压稳定控制装置
CN107925249A (zh) * 2015-11-10 2018-04-17 西门子公司 分布式能量资源的电力网电压调节的方法和系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204928159U (zh) * 2015-08-25 2015-12-30 南方电网科学研究院有限责任公司 微电网电压稳定控制装置
CN107925249A (zh) * 2015-11-10 2018-04-17 西门子公司 分布式能量资源的电力网电压调节的方法和系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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"含储能分布式光伏系统并网点电压调整方案设计";李清然等;《现代电力》;20160430;第33卷(第2期);第33-38页 *
"基于离散一致性的孤立直流微网自适应下垂控制";吕振宇等;《中国电机工程学报》;20150905;第35卷(第17期);第4397-4407页 *
李清然等."含储能分布式光伏系统并网点电压调整方案设计".《现代电力》.2016,第33卷(第2期),第33-38页. *

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