[0004] 解决的技术问题
[0005] 针对现有技术中的问题，本发明提出一种能显著改善母线电压偏差的直流微电网分布式自主协调控制方法，通过将直流母线电压信号采样传输到控制器中并进行等效放大然后再根据控制策略进行判断，产生控制信号从而实现对直流微电网系统的协调控制。将电压信号等效放大的目的是减小直流母线电压偏置，防止由于实际电压阈值区间较小而导致模式切换信号重复动作的问题，从而影响系统的正常工作。因此，将等效放大后的母线电压采样信号作为判断依据，等同于扩展了母线电压阈值区间，为系统协调运行提供有效的模式切换信号。解决了传统DBS协调控制需要直流母线电压有较大偏置的问题，改善了母线电压偏差，提升了直流微电网的供电可靠性和电能质量。
[0006] 技术方案
[0007] 本发明通过以下技术方案予以实现：
[0008] 一种能显著改善母线电压偏差的直流微电网分布式自主协调控制方法，本方法是基于传统DBS协调控制的改进型控制方法，具体如下：
[0009] 直流微电网系统正常运行时直流母线电压维持在下限为Vmin、上限为Vmax的区间内，若母线电压超过此范围系统将会采取相应的保护措施。
[0010] 为了防止由于实际电压阈值区间较小而导致模式切换信号重复动作的问题，从而影响系统的正常工作，将直流母线电压值采样传输到控制器，在控制器中将直流母线电压值Vbus等效放大并与同样等效放大的电压阈值区间进行比较，若直流母线电压Vbus超过等效放大的阈值区间范围，直流微电网系统切换运行模式。
[0011] 进一步地，关键在于，所述直流微电网系统根据直流母线电压为判断依据并切换运行模式的电压阈值区间从传统DBS协调控制的较大值(通常取额定电压5％)减小到1倍的滞环环宽2VD的大小，即VN–VN-1＝2VD，其中额定电压阈值区间为2倍的滞环环宽即4VD，并且各电压阈值区间是连续的。
[0012] 所述VD为半个滞环环宽，可根据实际情况进行适当取值，例如取传统DBS电压阈值区间长度(额定电压的5％)的1/8～1/10。
[0013] 当直流母线电压Vbus大于额定电压，从电压阈值区间[Vn,Vn+1]增大到大于等于Vn+1+VD时，直流微电网的运行模式从模式n切换到模式n+1；由[Vn+1,Vn+2]或[Vn+1,Vn+1+2VD]减小到小于等于Vn+1–VD时，直流微电网的运行模式又从模式n+1切换回模式n；
[0014] 当直流母线电压Vbus小于额定电压，从电压阈值区间[Vn-1,Vn]减小到小于等于Vn-1–VD时，直流微电网的运行模式从模式n切换到模式n–1；由[Vn-2,Vn-1]或[Vn-1–2VD,Vn-1]增大到大于等于Vn-1+VD时，直流微电网的运行模式又从模式n-1切换回模式n。
[0015] 进一步地，所述直流母线电压根据直流微电网接入单元的需要设置电压阈值区间，电压阈值个数对应了相应直流微电网系统的运行模式；具体分区步骤包括：
[0016] 将直流母线电压Vbus从小到大、从1到N分，分别为[V1–2VD,V1]、N个电压阈值区间，即V1、V2、……VNN
个电压阈值，且各电压阈值区间是连续的，N为不小于3的正整数且为奇数，其中第个电压阈值区间(电压阈值)为额定工作区间(额定电压)。
[0017] 每个电压阈值区间的区间长度为1倍的滞环环宽2VD，直流微电网正常运行的下限Vmin距离第1个电压阈值区间为2倍的滞环环宽2VD，即V1–2VD–Vmin＝4VD，上限Vmax距离第n个电压阈值区间为2倍的滞环环宽2VD，即Vmax–(VN+2VD)＝4VD。
[0018] 上述的控制策略及电压分区减小了直流微电网的母线电压偏差。
[0019] 进一步地，所述直流母线电压采样信号的等效放大规则包括：
[0020] Vbus'＝(Vbus-Vmin)×k
[0021] 其中Vbus'为等效放大后的母线电压信号；Vbus为母线电压信号；Vmin为系统正常运行的母线电压下限；k为等效放大系数；
[0022] k一般取值为
[0023]
[0024] Vrated×η为传统DBS控制的直流母线电压最小偏置，即一个电压阈值区间长度，η通常为5％；2VD为新型协调控制的一个电压阈值区间，则等效电压阈值区间是传统DBS控制电压阈值区间的1到2倍之间。
[0025] 进一步地，所述电压阈值的等效放大规则包括：
[0026] V1'＝(V1-Vmin)×k
[0027] V2'＝(V2-Vmin)×k
[0028]
[0029] VN'＝(VN-Vmin)×k
[0030] Vmin'＝0
[0031] Vmax'＝(Vmax-Vmin)×k
[0032] 则，当Vbus'＝(Vbus-Vmin)×k＜0时或当Vbus'＞Vmax'时，直流微电网系统将进入保护模式。
[0033] 进一步地，控制系统包括直流母线电压采样器以及各终端单元的本地控制器；本地控制器包括微源本地控制器或负载本地控制器。
[0034] 所述直流母线电压采样器将采集到的直流母线电压信号传输到本地控制器，通过本地控制器将电压信号按照等效放大规则进行信号放大，再将等效放大后的信号与等效放大后的电压阈值进行比较后进行判断；从而产生控制信号以到达控制系统运行模式的目的。
[0035] 所述本地控制器中预设如下控制程序：
[0036] 当直流母线电压等效放大信号Vbus'大于等效额定电压，从电压阈值区间[Vn',Vn+1']增大到大于等于Vn+1'+kVD时，本地控制器产生使直流微电网系统从运行模式n切换到运行模式n+1的信号；由[Vn+1',Vn+2']或[Vn+1',Vn+1'+2kVD]减小到小于等于Vn+1'–kVD时，本地控制器又产生使直流微电网系统从运行模式n+1切换回运行模式n的信号。
[0037] 当直流母线电压等效放大信号Vbus'小于等效额定电压，从电压阈值区间[Vn-1',Vn']减小到小于等于Vn-1'–kVD时，本地控制器产生使直流微电网系统从运行模式n切换到运行模式n–1的信号；由[Vn-2',Vn-1']或[Vn-1'–2kVD,Vn-1']增大到大于等于Vn-1'+kVD时，本地控制器又产生使直流微电网系统从运行模式n–1切换到运行模式n的信号。
[0038] 进一步地，所述等效放大后的母线电压分区步骤包括：
[0039] 将直流母线电压等效放大信号Vbus’从小到大、从1到N分，分别为N个电压
信号区间，即V1'、V2'、……VN'N个电压信号阈值，且各电压信号区间是连续的，N为不小于3的正整数且为奇数，每个电压信号区间的区间长度为k倍的滞环环宽2kVD。
[0040] 进一步地，所述直流微电网系统中的终端单元都有电压信号采样器和本地控制器；各单元母线电压采样器将母线电压信号采样后传输到本地控制器，本地控制器将电压信号进行等效放大再进行比较判断，本地控制器根据预设的程序产生控制信号对直流微电网系统进行协调控制。
[0041] 有益效果
[0042] 采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
[0043] 本发明提出了一种能显著改善母线电压偏差的直流微电网分布式自主协调控制方法，通过将直流母线电压信号采样到控制器中并进行等效放大然后再根据控制策略进行判断产生控制信号从而实现对直流微电网系统的协调控制，将电压信号等效放大的目的是减小直流母线电压偏置，防止由于实际电压阈值区间较小而导致模式切换信号重复动作的问题，从而影响系统的正常工作。因此，将等效放大后的母线电压采样信号作为判断依据，等同于扩展了母线电压阈值区间，为系统协调运行提供有效的模式切换信号。解决了传统DBS协调控制需要直流母线电压有较大偏置的问题，改善了母线电压偏差，提升了直流微电网的供电可靠性和电能质量。
[0044] 上述VD为半个滞环环宽，可根据实际情况进行适当取值，例如在传统DBS电压分区长度(额定电压的5％)的1/8～1/10，这样可以使系统获得良好的抗扰动性的同时，也使微电网系统电压偏差得以减小，即使得系统电能质量提升，更加适用于对电能质量要求较高的场景。
[0045] 直流微电网系统中的终端单元在本地终端都有电压信号采样器和本地控制器，各单元母线电压采样器将母线电压信号采样后传输到本地控制器，本地控制器将电压信号进行等效放大再进行比较判断，本地控制器根据预设的程序产生控制信号对直流微电网系统进行协调控制，提升了直流微电网分布式自主协调控制系统的可靠性和稳定性；
[0046] 在某些运行模式下，本发明的技术方案相较于传统DBS控制策略能减小系统损耗值并提升效率。在直流微电网系统中的损耗主要由功率变换器损耗和传输线路损耗组成，可以定性的分析：在系统母线电压低于额定电压的运行模式时，本发明的技术方案相较于传统DBS控制策略减小了电压偏差提升了母线电压，在输出功率一定的情况下，母线电压升高，各支路电流减小，则各支路线路传输损耗减小、变换器损耗减小，即可以认定在母线电压低于额定电压的运行模式下，本发明的技术方案相较于传统DBS控制策略能减小系统损耗值并提升效率；反之，在母线电压高于额定电压的运行模式时，系统损耗可能升高。
