CN108539747A - 一种并网型交直流混合微电网控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并网型交直流混合微电网控制系统，在直流微电网与交流微电网之间的转换功率未超出预设值时，只有第一互联变流器处于工作状态，当直流微电网与交流微电网之间的转换功率超出预设值时，控制器才控制开关器件闭合，将交流微电网、第二互联变流器以及直流微电网三者接通，使第二互联变流器处于工作状态并为其分配转换功率，避免了在直流微电网和交流微电网之间的转换功率较小时，多台互联变流器都处于工作状态而引起的能量浪费的问题以及避免了对电能质量产生影响。此外，本发明实施例还公开了一种并网型交直流混合微电网控制方法，效果如上。

Description

一种并网型交直流混合微电网控制系统及方法

技术领域

本发明涉及电网技术领域，特别涉及一种并网型交直流混合微电网控制系统及方法。

背景技术

现今电力系统的架构绝大部分都是采用交流形式，但是为了适应日益增加的直流负载和可再生能源的接入，从而催生了交直流混合微电网，交直流混合微电网与单一的交流微电网或直流微电网相比，同时兼顾了直流微电网和交流微电网的优点，具有极大的发展潜力。

交直流混合微电网由交流微电网、直流微电网以及连接两者的互联变流器组成，通过互联变流器中的控制策略对交流微电网和直流微电网之间的转换功率进行调配以保证直流微电网和交流微电网中的功率均衡。现有的交流微电网和直流微电网之间的互联变流器处于并联运行状态，只要大电网系统与交直流混合微电网接通，多个互联变流器便都会同时运行。采用该种方法，当交流微电网和直流微电网之间的交换功率很小时，并不需要很多个互联变流器来对转换功率进行调配，但实际上此时多个互联变流器都处于工作状态从而造成能量的浪费，在交换功率较小时由于多个互联变流器并联同时运行，并联回路产生的回路电流也很容易引起电流谐波，从而影响电能的质量，严重时还会导致电力系统发生故障。

因此，如何避免交直流混合微电网中互联变流器上的能量浪费以及对电能质量的影响是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种并网型交直流混合微电网控制系统及方法，避免了交直流混合微电网中互联变流器上的能量浪费以及对电能质量的影响。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种并网型交直流混合微电网控制系统，包括：

直流微电网和交流微电网，其特征在于，还包括：控制器、第一互联变流器、第二互联变流器以及与所述第二互联变流器对应连接的开关器件，所述开关器件具体通过接收所述控制器发送的电信号以关断或闭合；

所述第一互联变流器的一端和所述直流微电网连接，所述第一互联变流器的另一端与所述交流微电网连接；

所述第二互联变流器与所述开关器件组成开关电路，所述开关电路的一端与所述直流微电网连接，所述开关电路的另一端与所述交流微电网连接；

所述控制器分别与所述开关器件和所述第一互联变流器连接，用于在所述第一互联变流器检测到所述直流微电网和所述交流微电网之间的转换功率超出预设值时，控制所述开关器件闭合以为所述第二互联变流器分配所述转换功率。

优选的，所述第二互联变流器为多个；对应的，每个所述第二互联变流器均有与各自对应连接的开关器件。

优选的，所述控制器还用于在所述开关器件闭合时，控制所述第一互联变流器将所述第一互联变流器中当前的第一控制策略切换为与所述第二互联变流器对应的第二控制策略。

优选的，所述开关器件具体为电磁继电器，对应的，当所述电磁继电器接收到所述控制器发送的所述电信号时，所述交流微电网、所述直流微电网以及所述第二互联变流器三者接通。

优选的，所述开关电路与所述直流微电网和所述交流微电网的连接方式具体为：所述开关电路中所述第二互联变流器的一端与所述直流微电网连接，所述第二互联变流器的另一端与所述开关器件的一端连接，所述开关器件的另一端与所述交流微电网连接。

本发明实施例提供了一种并网型交直流混合微电网控制方法，该包括：

第一互联变流器检测直流微电网和交流微电网之间的转换功率是否超出预设值；

若是，控制器发送第一信号至开关器件，并在所述开关器件闭合时为第二互联变流器分配所述转换功率；

若否，则所述第一互联变流器利用所述转换功率对所述直流微电网和所述交流微电网进行调控。

优选的，所述在所述开关器件闭合时为所述第二互联变流器分配所述转换功率包括：

所述控制器控制所述第一互联变流器将当前的第一控制策略切换为与所述第二互联变流器对应的第二控制策略；

确定所述第一互联变流器的第一额定功率和所述第二互联变流器的第二额定功率；

根据所述第一额定功率、所述第二额定功率以及所述第二控制策略为所述第二互联变流器分配所述转换功率。

优选的，所述在所述开关器件闭合时为所述第二互联变流器分配所述转换功率之后，还包括：

在预设时间内，所述第一互联变流器再次检测所述直流微电网和所述交流微电网之间的所述转换功率是否超出所述预设值；

若否，则所述控制器发送第二信号至所述开关器件以断开所述开关器件。

优选的，所述控制器发送第二信号至所述开关器件以断开所述开关器件之后，还包括：

所述控制器将所述第一互联变流器中与所述第二互联变流器对应的第二控制策略切换为所述第一控制策略。

优选的，所述第一控制策略具体为恒压控制策略，所述第二控制策略具体为下垂控制策略。

本发明实施例公开的一种并网型交直流混合微电网控制系统，包括：直流微电网和交流微电网，还包括：第一互联变流器、第二互联变流器、控制器以及与第二互联变流器对应连接的开关器件，开关器件具体通过接收具体通过接收控制器发送的电信号以关断或闭合；第一互联变流器的一端和直流微电网连接，第一互联变流器的另一端与交流微电网连接，第二互联变流器的一端与直流微电网连接，第二互联变流器与开关器件组成开关电路，开关电路的一端与直流微电网连接，开关电路的另一端与交流微电网连接，控制器分别与第一互联变流器和开关器件连接，用于在第一互联变流器检测到直流微电网和交流微电网之间的转换功率超出预设值时，控制开关器件闭合以为第二互联变流器分配转换功率。

可见，本方案中，提供了第一互联变流器、第二互联变流器、控制器以及开关器件，由于第一互联变流器的一端和直流微电网连接，第一互联变流器的另一端与交流微电网连接，因此，在直流微电网与交流微电网之间的转换功率未超出预设值时，只有第一互联变流器处于工作状态，当直流微电网与交流微电网之间的转换功率超出预设值时，控制器才控制开关器件闭合，将交流微电网、第二互联变流器以及直流微电网三者接通，使第二互联变流器处于工作状态并为其分配转换功率，避免了在直流微电网和交流微电网之间的转换功率较小时，多台互联变流器都处于工作状态而引起的能量浪费的问题以及避免了对电能质量产生影响。此外，本发明实施例还公开了一种并网型交直流混合微电网控制方法，效果如上。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种并网型交直流混合微电网控制系统结构示意图；

图2为本发明实施例公开的另一种并网型交直流混合微电网控制系统结构示意图；

图3为本发明实施例公开的一种并网型交直流混合微电网的控制方法流程示意图；

图4(a)为本发明实施例公开的一种恒压控制策略的控制逻辑示意图；

图4(b)为本发明实施例公开的一种下垂控制策略的控制逻辑示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种并网型交直流混合微电网控制系统及方法，避免了交直流混合微电网中互联变流器上的能量浪费以及对电能质量的影响。

请参见图1，图1为本发明实施例公开的一种并网型交直流混合微电网控制系统结构示意图，图1中，第二互联变流器104为多个，但是第二互联变流器104也可以只为一个；本实施例中以第二互联变流器104为多个的情况进行说明。该系统包括：直流微电网101和交流微电网102，还包括：第一互联变流器103、第二互联变流器104、控制器105以及与第二互联变流器104对应连接的开关器件106，开关器件106具体通过接收控制器105发送的电信号以关断或闭合；第一互联变流器103的一端和直流微电网101连接，第一互联变流器103的另一端与交流微电网102连接，第二互联变流器104的一端与直流微电网101连接，第二互联变流器104与开关器件106组成开关电路，开关电路的一端与直流微电网101连接，开关电路的另一端与交流微电网102连接；控制器105分别与第一互联变流器103与开关器件106连接，用于在第一互联变流器103检测到直流微电网101和交流微电网102之间的转换功率超出预设值时，控制开关器件106闭合，以为第二互联变流器104分配交换功率。

具体的，本实施例中，第一互联变流器103可以作为并网型交直流混合微电网控制系统中的主互联变流器，其主要实现对交流微电网102以及直流微电网101之间的转换功率的检测、以及转换功率的控制。当然，第一互联变流器103和第二互联变流器104中的任意一个都可以作为主互联变流器，在此本发明实施例并不作限定。第一互联变流器103和第二互联变流器104均采用的是现有技术中的互联变流器，其具体的工作过程本发明实施例不再作详细阐述。第二互联变流器104可以作为备用互联变流器，作为备用的互联变流器其数量可以为多个，第二互联变流器104的数量具体为多少合适，可以根据并网型交直流混合微电网控制系统实际的情况进行确定，本发明实施例在此并不作限定，开关器件106和第二互联变流器104对应连接后组成开关电路，对应开关电路中开关器件106的闭合/断开，第二互联变流器104与直流微电网101和交流微电网102也对应处于接通和未接通的状态。其中，作为优选的实施例，开关电路与直流微电网101和交流微电网102的连接方式具体为：开关电路中第二互联变流器104的一端与直流微电网101连接，第二互联变流器104的另一端与开关器件106的一端连接，开关器件106的另一端与交流微电网102连接。具体的，开关电路与直流微电网101中的直流母线连接，开关电路与交流微电网102中的交流母线连接，对应的，第二互联变流器104的一端与直流微电网101的直流母线连接，第二互联变流器104的另一端与开关器件106的一端连接，开关器件106的另一端与交流微电网102的交流母线连接。进一步，第一互联变流器103以及第二互联变流器104中均集成有控制模块，其内部具有对应的控制策略以对直流微电网101以及交流微电网102之间的转换功率进行分配，调整直流微电网101和交流微电网102的电压/电流输出。其中，第一互联变流器103和第二互联变流器104中的控制策略有恒压控制策略、下垂控制策略等。其中，恒压控制策略或下垂控制策略可以为现有技术中的控制策略。对于直流微电网101和交流微电网102之间第一互联变流器103和第二互联变流器104的接通状态的不同，第一互联变流器103的控制策略也对应不同。

其中，考虑交直流混合微电网控制系统中能由更多的备用互联变流器以应对在存在大的转换功率的情况，作为优选的实施例，第二互联变流器104为多个，对应的，每个第二互联变流器104均对应连接有与各自对应连接的开关器件106。具体的，本实施例中，当大电网系统与直流微电网101以及交流微电网102接通时，第一互联变流器103常处于与直流微电网101以及交流微电网102接通的状态，在大电网系统与直流微电网101和交流微电网102刚接通的初始状态，与每个第二互联变流器104连接的开关器件106处于断开状态，此时，第一互联变流器103检测直流微电网101和交流微电网102之间的转换功率是否超出预设值；其中，转换功率为直流微电网101向交流微电网102传输的交流微电网102中多余的发电功率，或者交流微电网102向直流微电网101中传输的直流微电网101中多余的发电功率，使得直流微电网101和交流微电网102各自的功率相均衡。例如，直流微电网101中的发电功率为1000W，直流微电网101中的消耗功率为500W，交流微电网102中的发电功率为800W，交流微电网102中的消耗功率为900W，此时，直流微电网101中的多余的发电功率为500W，交流微电网102中的消耗功率大于交流微电网102的发电功率，且需要额外的100W才能满足交流微电网102中的功率消耗，所以，直流微电网101通过互联变流器把多余的500W全部传到交流微电网102，补偿了交流微电网102的缺额的100W，然后由交流微电网102将剩余的400W并入大电网。以保证直流微电网101和交流微电网102两者的功率相均衡。预设值可以为第一互联变流器103的额定功率，或者预设值也可以小于第一互联变流器103的额定功率。

进一步，第一互联变流器103中集成有控制模块，其内部对应有对直流微电网101和交流微电网102的转换功率的控制策略。包括：恒压控制策略。下垂控制策略等。作为优选的实施例，控制器105还用于在开关器件106闭合时，控制第一互联变流器103将第一互联变流器103中当前的第一控制策略切换为与第二互联变流器104对应的第二控制策略以对转换功率进行调配。下面对恒压控制策略和下垂控制策略的不同应用条件进行介绍。

首先，当第一互联变流器103检测到转换功率小于预设值时，此时，第一互联变流器103中的控制策略为恒压控制策略(第一控制策略)，此时，第一互联变流器103工作在逆变或整流状态，即直流微电网101和交流微电网102之间可以通过第一互联变流器103进行能量交换。当第一互联变流器103检测到转换功率超出预设值时(此种情况可以为：直流微电网101(交流微电网102)中的发电功率远远大于消耗功率或直流微电网101(交流微电网102)中的消耗功率远远大于发电功率导致直流微电网101和交流微电网102之间的功率不均衡)，此时，控制器105控制开关器件106闭合，第二互联变流器104处于工作状态，且第二互联变流器104内部的控制策略为下垂控制策略。控制器105此时发出指令至第一互联变流器103，第一互联变流器103中的控制模块将当前恒压控制策略(第一控制策略)切换为下垂控制策略(第二控制策略)。使得第一互联变流器103和第二互联变流器104中的控制策略都为下垂控制策略，此时，第一互联变流器103和第二互联变流器104都工作在逆变或整流状态，即直流微电网101和交流微电网102之间可以进行能量交换。当第一互联变流器103再次检测到转换功率小于预设值时，控制器105发送电信号至开关器件106使开关器件106断开，此时，第二互联变流器104处于停机状态，控制器105再发送对应的直流至第一互联变流器103，使第一互联变流器103中的下垂控制策略(第二控制策略)切换为恒压控制策略(第一控制策略)。进一步，开关器件106可以采用智能开关、电磁继电器等。当第一互联变流器103检测到直流微电网101和交流微电网102之间的交换功率超出预设值后，发送控制指令至控制器105，控制器105此时发出电信号至开关器件106，开关器件106在接收到控制器105发送的电信号后，使开关器件106从断开状态转换至闭合状态。

其中，作为优选的实施例，开关器件106具体为电磁继电器，对应的，电磁继电器接收到控制器105发送的电信号时，交流微电网102、第二互联变流器104以及直流微电网101三者接通；并通过第一互联变流器103和第二互联变流器104进行转换功率的分配与应用。然后，第一互联变流器103检测到转换功率小于预设值时，控制器105再次发送电信号至开关器件106，使得开关器件106断开，此时，第二互联变流器104也就处于停机状态，只有第一互联变流器103处于工作状态。当控制器105向第二互联变流器104分配转换功率时，应该保证分配至第一互联变流器103的转换功率和分配至第二互联变流器104的转换功率都应小于各互联变流器的额定功率，根据转换功率的大小，可以选择对应的第二互联变流器104的数量。例如，第一互联变流器103和各第二互联变流器104中的额定功率均为400W，转换功率为2000W，此时，将2000W的转换功率分为5部分，每部分的转换功率均为400W，选择4个第二互联变流器104，在第一互联变流器103和每个第二互联变流器104上均分配400W的转换功率。采用该种方法，由控制器105为第一互联变流器103以及第二互联变流器104分配不超过各互联变流器的额定功率的转换功率，避免了转换功率超出互联变流器的额定功率时而引起互联变流器故障的问题。

控制器105可以采用现有技术中交直流混合微电网中的控制器，当然，控制器105也可以采用单片机等来实现控制功能。本发明实施例在此并不作限定。

可见，本方案中，提供了第一互联变流器、第二互联变流器、控制器以及开关器件，由于第一互联变流器的一端和直流微电网连接，第一互联变流器的另一端与交流微电网连接，因此，在直流微电网与交流微电网之间的转换功率未超出预设值时，只有第一互联变流器处于工作状态，当直流微电网与交流微电网之间的转换功率超出预设值时，控制器才控制开关器件闭合，将交流微电网、第二互联变流器以及直流微电网三者接通，使第二互联变流器处于工作状态并为其分配转换功率，避免了在直流微电网和交流微电网之间的转换功率较小时，多台互联变流器都处于工作状态而引起的能量浪费的问题以及避免了对电能质量产生影响。

为了更好的对本发明实施例提供的并网型交直流混合微电网控制系统进行更好的说明，请参见图2，图2为本发明实施例公开的另一种并网型交直流混合微电网控制系统结构示意图；其中，交流微电网102和直流微电网101中的结构与现有技术中保持一致，对于其内部结构请参见图2，当电网通过开关PCC与直流微电网101和交流微电网102接通时，直流微电网101和交流微电网102开始处于运行状态。此时第一互联变流器103检测直流微电网101和交流微电网102之间的转换功率是否超出预设值，如果超出预设值，则由控制器105控制开关器件106闭合，使直流微电网101、交流微电网102以及第二互联变流器104处于接通状态，并由控制器105为第二互联变流器104分配转换功率。

下面对本发明实施例公开的一种并网型交直流混合微电网的控制方法进行介绍，请参见图3，图3为本发明实施例公开的一种并网型交直流混合微电网的控制方法流程示意图，该控制方法包括：

S301、第一互联变流器检测直流微电网和交流微电网之间的转换功率是否超出预设值，若是，则进入S302，若否，则进入S303；

S302、控制器发送第一信号至开关器件，并在开关器件闭合时为第二互联变流器分配转换功率。

S303、第一互联变流器利用转换功率对直流微电网和交流微电网进行调控。

可见，本实施例中，在直流微电网与交流微电网之间的转换功率未超出预设值时，只有第一互联变流器处于工作状态，当直流微电网与交流微电网之间的转换功率超出预设值时，控制器才控制开关器件将交流微电网与第二互联变流器接通，使第二互联变流器处于工作状态并为其分配转换功率，避免了在直流微电网和交流微电网之间的转换功率较小时，多台互联变流器都处于工作状态而引起的能量浪费的问题以及避免了对电能质量产生影响。

基于上述实施例，作为优选的实施例，步骤S302包括：控制器控制第一互联变流器当前的第一控制策略切换为与第二互联变流器对应的第二控制策略；确定第一互联变流器的第一额定功率和第二互联变流器的第二额定功率；根据第一额定功率、第二额定功率以及第二控制策略为第二互联变流器分配所述转换功率。

具体的，本实施例中，在第二互联变流器将直流微电网和交流微电网接通后，确定第一互联变流器的额定功率(第一额定功率)以及第二互联变流器的额定功率(第二额定功率)，第二控制策略可以为下垂控制策略，下垂控制策略中有与各互联变流器对应的下垂系数，即第一互联变流器以及各第二互联变流器均对应有各自的下垂系数。在确定好第一额定功率以及第一互联变流器的下垂系数、以及处于工作状态的各第二互联变流器的第二额定功率和下垂系数后，为第一互联变流器和第二互联变流器分配转换功率。关于下垂系数的计算本发明实施例将在后文进行详细介绍，其次，下垂控制策略为现有技术中的控制策略，关于下垂控制策略的详细内容也可参见现有技术。

基于上述实施例，作为优选的实施例，步骤S303之后，还包括：

在预设时间内，第一互联变流器再次检测直流微电网和交流微电网之间的转换功率是否超出预设值；

若否，则控制器发送第二信号至开关器件以断开开关器件。

具体的，第二信号可以为控制器发送的电信号或相关指令以使开关器件断开。

基于以上实施例，作为优选的实施例，控制器发送第二信号至开关器件以断开开关器件之后，还包括：控制器将第一互联变流器中与第二互联变流器对应的第二控制策略切换为第一控制策略。

基于以上实施例，作为优选的实施例，第一控制策略具体为恒压控制策略，第二控制策略具体为下垂控制策略。

具体的，本实施例中，恒压控制策略可以为现有技术中的恒压控制策略，也可以为本方案中引入功率比较的恒压控制策略。下垂控制策略可以为现有技术中的控制策略。下面对恒压控制策略和下垂控制策略进行详细介绍；对于恒压控制策略：请参见图4(a)，图4(a)为本发明实施例公开的一种恒压控制策略的控制逻辑示意图；恒压控制策略主要起到稳定互联变流器直流微电网侧的电压，以保护互联变流器。恒压控制策略控制过程按照直流电压环，有功功率环和电流环三个过程，首先对直流微电网中的直流电压环偏差进行计算，计算公式可以利用下式进行计算：

ΔU＝U_dcref-U_dc

其中，U_dcref为直流微电网直流母线的稳态电压，U_dc为直流微电网直流母线的实时电压。将偏差电压ΔU经过PI控制器后，产生d轴电流i_d，其中，i_d可以采用下式进行计算：

i_d＝K_p×ΔU+K_I∫ΔUdt

其中，K_p，K_I分别为PI控制器的比例系数。

计算出d轴的电流i_d之后，进行恒压控制策略中的功率控制环控制，步骤如下：

设置有功功率环节参考功率，即P_ref＝P_m，其中，P_m为互联变流器的额定功率，然后设置有功功率环节的逻辑判断开关L，逻辑判断开关L的开关切换条件为：P_exch小于P_ref时，逻辑开关为1状态，即有功功率电流i_p等于0，P_exch不小于P_ref时，逻辑开关处于2状态，即有功功率电流为：其中，e_d为交流侧电压d轴电压分量，P_exch为直流微电网和交流微电网之间的转换功率；

最后，再进行恒压控制策略中的电流内环控制，经过直流电压环和有功功率环可以得到d轴的q轴的参考电流如下：

i_d ^*＝i_d-i_p

i_q ^*＝0

其中，i_d为直流环的输出电流，i_p为有功功率环的输出电流。i_q ^*＝0一般设置为无功参考电流为0。利用得到的d轴的q轴的参考电流，将i_d ^*和i_q ^*和互联变流器交流微电网侧的实际的电流i₁和i₂进行比较，i_d ^*和i₁的差值，i_q ^*和i₂的差值经PI控制器以及积分器后，u_d和u_q为d轴和q轴的参考电压，产生六路SPWM脉冲信号控制互联变流器，实现对直流微电网侧的恒压和有功功率的控制。

下面对下垂控制策略进行详细介绍，请参见图4(b)，图4(b)为本发明实施例公开的一种下垂控制策略的控制逻辑示意图；其中，下垂控制策略包括：下垂控制环，功率控制环以及电流环三部分构成。下垂控制策略主要利用每台互联变流器的不同下垂系数，实现传输功率在各台互联变流器之间按照各自下垂系数进行转换功率的分配。其中，下垂控制策略与现有技术中的保持一致，本实施例中只对于下垂控制策略中的f-P下垂控制策略和U_dc-P下垂策略进行介绍。第一，对于f-P下垂控制策略，f-P下垂控制以交流微电网侧的交流频率为参考量，对应的下垂特性如下式：

P＝m(f-f₀)+P₀

其中，P为互联变流器传输的有功功率，P₀为互联变流器的稳态有功功率，f为互联变流器交流微电网侧频率，f₀为互联变流器交流微电网侧的稳态频率，m为互联变流器的有功-频率下垂系数。根据下垂控制策略的下垂特性，调节各互联变流器，保证交直流混合微电网中f维持在稳定范围内。由于各互联变流器容量和作用不同，为了使互联变流器之间按比例分配负荷功率的需求，于是，第j台互联变流器的有功-频率下垂系数m_j与其容量S_j之间应满足：

m₁S₁＝m₂S_{2＝.......＝}m_jS_j

下面对U_dc-P下垂控制策略进行说明，U_dc-P下垂控制以互联变流器的直流微电网侧的电压为参考量，对应的下垂方程如下：P＝d(U_dc0-U_dc)+P₀，其中U_dc为直流母线电压，U_dc0为直流母线稳态电压，d为互联变流器的有功-电压下垂系数；根据U_dc-P下垂特性，调节各个互联变流器，稳定直流母线端的电压U_dc在一定范围内。由于各互联变流器的容量和作用不同，为了使互联变流器之间按比例分配负荷功率的需求，于是，第j台互联变流器的有功-电压下垂系数d_j与其容量S_j之间应该满足公式：d₁S₁＝d₂S₂＝.......＝d_jS_j。

最后，本发明实施例根据下垂控制策略对本实施例中互联变流器的控制过程进行介绍；互联变流器中下垂控制策略的控制过程分为下垂控制环、功率控制环、电流环三个环节；首先对下垂控制策略中下垂控制环节进行说明，首先计算互联变流器直流微电网侧的电压偏差和交流微电网侧的频率偏差，直流微电网侧的电压偏差可以采用如下公式计算：

ΔU_dc＝U_dcref-U_dc

其中，U_dcref和U_dc分别为直流微电网侧的稳态电压和直流微电网侧的实时检测电压。

交流微电网侧的频率偏差可以采用如下公式计算：

Δf＝f₀-f

其中，f₀和f分别为交流微电网侧的稳态频率和实时检测频率。

然后，计算互联变流器的交流微电网侧的频率下垂系数和直流微电网侧的电压下垂系数；

交流微电网侧的频率下垂系数可以采用下式计算：

其中，其中S_j为第j台互联变流器的容量(本实施例中以第一互联变流器为第一台，第一个互联变流器为第二台互联变流器，以此类推)，S_total为直流微电网和交流微电网中的所有互联变流器总容量之和，P_acmax，P_acmin为交流微电网侧向子网输出的最大有功功率和最小有功功率，f_max，f_min为交流微电网侧允许的最大频率值和最小频率值；

直流微电网侧的电压下垂系数可以采用下式计算：

其中，P_acmin为直流微电网侧流向交流微电网输出的最大有功功率和最小有功功率，U_dcmax，U_dcmin为直流微电网侧电压最大和电压最小值。

计算出处于工作状态的互联变流器的交流微电网侧的频率下垂系数和直流微电网侧的电压下垂系数后，然后计算每台互联变流器的有功功率参考值和无功功率参考值，其中，有功功率参考值可以采用下式计算：

P_refj＝P₀+K_uj(U_dc0-U_dc)-K_fj(f₀-f)；

并设定无功参考值Q_reft的值，通常设定Q_reft＝0；

然后对互联变流器中下垂控制策略中的功率控制环节进行说明：

将上述生成的参考有功功率P_reft，无功功率Q_reft分别与实时检测到互联变流器交流微电网侧的有功功率P，无功功率Q做比较，对应的差值经过PI控制器后产生参考电流i_deft，i_qeft。

最后，再对互联变流器中下垂控制策略的电流环节进行说明：

将上述的参考电流i_deft，i_qeft和互联变流器交流微电网侧检测到的电流i_d，i_q进行比较，对应的差值经PI控制器以及积分器后，产生六路SPWM脉冲信号控制互联变流器，实现功率流动，其中，u_d和u_q为d轴和q轴的参考电压。

需要说明的是，本发明实施例提供的一种并网型交直流混合微电网控制方法和上文提供的一种并网型交直流混合微电网控制系统相对应，对于重复内容，本实施例不再赘述，此外，恒压控制策略和下垂控制策略与现有技术中的保持一致，对于本文未记载到的恒压控制策略和下垂控制策略中的内容可以参见现有技术。

以上对本申请所提供的一种并网型交直流混合微电网控制系统及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如主和备用等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种并网型交直流混合微电网控制系统，包括：直流微电网和交流微电网，其特征在于，还包括：控制器、第一互联变流器、第二互联变流器以及与所述第二互联变流器对应连接的开关器件，所述开关器件具体通过接收所述控制器发送的电信号以关断或闭合；

所述第一互联变流器的一端和所述直流微电网连接，所述第一互联变流器的另一端与所述交流微电网连接；

所述第二互联变流器与所述开关器件组成开关电路，所述开关电路的一端与所述直流微电网连接，所述开关电路的另一端与所述交流微电网连接；

所述控制器分别与所述开关器件和所述第一互联变流器连接，用于在所述第一互联变流器检测到所述直流微电网和所述交流微电网之间的转换功率超出预设值时，控制所述开关器件闭合以为所述第二互联变流器分配所述转换功率。

2.根据权利要求1所述的并网型交直流混合微电网控制系统，其特征在于，所述第二互联变流器为多个；对应的，每个所述第二互联变流器均有与各自对应连接的开关器件。

3.根据权利要求2所述的并网型交直流混合微电网控制系统，其特征在于，所述控制器还用于在所述开关器件闭合时，控制所述第一互联变流器将所述第一互联变流器中当前的第一控制策略切换为与所述第二互联变流器对应的第二控制策略。

4.根据权利要求1所述的并网型交直流混合微电网控制系统，其特征在于，所述开关器件具体为电磁继电器，对应的，当所述电磁继电器接收到所述控制器发送的所述电信号时，所述交流微电网、所述直流微电网以及所述第二互联变流器三者接通。

5.根据权利要求1所述的并网型交直流混合微电网控制系统，其特征在于，所述开关电路与所述直流微电网和所述交流微电网的连接方式具体为：所述开关电路中所述第二互联变流器的一端与所述直流微电网连接，所述第二互联变流器的另一端与所述开关器件的一端连接，所述开关器件的另一端与所述交流微电网连接。

6.一种并网型交直流混合微电网控制方法，基于权利要求1-5任意一项所述的并网型交直流混合微电网控制系统，其特征在于，包括：

第一互联变流器检测直流微电网和交流微电网之间的转换功率是否超出预设值；

若是，控制器发送第一信号至开关器件，并在所述开关器件闭合时为第二互联变流器分配所述转换功率；

若否，则所述第一互联变流器利用所述转换功率对所述直流微电网和所述交流微电网进行调控。

7.根据权利要求6所述的并网型交直流混合微电网控制方法，其特征在于，所述在所述开关器件闭合时为所述第二互联变流器分配所述转换功率包括：

所述控制器控制所述第一互联变流器将当前的第一控制策略切换为与所述第二互联变流器对应的第二控制策略；

确定所述第一互联变流器的第一额定功率和所述第二互联变流器的第二额定功率；

根据所述第一额定功率、所述第二额定功率以及所述第二控制策略为所述第二互联变流器分配所述转换功率。

8.根据权利要求7所述的并网型交直流混合微电网控制方法，其特征在于，所述在所述开关器件闭合时为所述第二互联变流器分配所述转换功率之后，还包括：

在预设时间内，所述第一互联变流器再次检测所述直流微电网和所述交流微电网之间的所述转换功率是否超出所述预设值；

若否，则所述控制器发送第二信号至所述开关器件以断开所述开关器件。

9.根据权利要求8所述的并网型交直流混合微电网控制方法，其特征在于，所述控制器发送第二信号至所述开关器件以断开所述开关器件之后，还包括：

所述控制器将所述第一互联变流器中与所述第二互联变流器对应的第二控制策略切换为所述第一控制策略。

10.根据权利要求9所述的并网型交直流混合微电网控制方法，其特征在于，所述第一控制策略具体为恒压控制策略，所述第二控制策略具体为下垂控制策略。