(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211243999.3 (22)申请日 2022.10.11 (71)申请人 东北电力大 学 地址 132012 吉林省吉林市船 营区长春路 169号 (72)发明人 曹生现　宋沅桦　王恭　赵波　 唐振浩　段洁　沙浩　范思远　 孙天一　刘鹏　 (74)专利代理 机构 成都瑞创华盛知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 51270 专利代理师 辜强 (51)Int.Cl. H02J 3/48(2006.01) H02J 3/38(2006.01)H02J 3/32(2006.01) H02J 1/10(2006.01) H02J 1/12(2006.01) H02J 1/14(2006.01) (54)发明名称 一种孤岛微电网系统的控制方法和装置 (57)摘要 本发明提出一种孤岛微电网系统的控制方 法和装置， 所述控制方法包括如下步骤： S1、 采集 设备的电气信息量； S2、 设定电气信息量的上下 限范围； S3、 根据设备的电气信息量， 确定并调整 系统的运行模式。 本发明通过结合光伏风电输出 功率、 蓄电池荷电状态、 气象数据和生物燃气储 量进行综合研判， 系统可分为7种运行模式， 这7 种运行模式对分布式发电单元的投入/切除、 蓄 电池储能系统的充放电功率进行合理的调度安 排， 在克服生物质厌氧发酵产气延时性难题， 提 高孤岛微电网系统运行稳定性和自续航能力的 同时， 较好地平衡了各发电单元的出力， 就地消 纳了大量生物燃气， 为解决厌氧 发酵副产物的处 理问题， 提供了理论参考， 扩大了生物质发电的 应用领域。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115514024 A 2022.12.23 CN 115514024 A 1.一种孤岛微电网系统的控制方法， 其特 征在于,所述控制方法包括如下步骤： S1、 采集设备的电气信息量； S2、 设定电气信息量的上 下限范围； S3、 根据设备的电气信息量， 确定并调整系统的运行模式。 2.根据权利要求1所述的孤岛微电网系统 的控制方法， 其特征在于， 所述孤岛微电网系 统包括多能互补发电系统、 直流母线、 交流母线、 生物质燃气产出系统和自动气象站， 所述 多能互补发电系统包括生物质燃气发电机和风光储系统， 所述风光储系统具体包括风电机 组、 光伏阵列和蓄电池储能系统， 生物质燃气发电机经变频器连接于交流母线， 光伏阵列、 风电机组和蓄电池储能系统经电力电子 设备连接于直流母线， 所述生物质燃气产出系统包 括生物质厌氧发酵系统和柔 性储气罐， 所述自动气象站包括气压计和湿度计。 3.根据权利要求2所述的孤岛微电网系统的控制方法， 其特征在于， 在所述步骤S1中， 电气信息量具体包括光伏阵列输出功率Ppv、 风电机组输出功率Pwind、 蓄电池充放电功率 Pbat、 生物质燃气储量Sgas、 蓄电池荷电状态Ssoc、 风光储系统的总输出功率Pdc和光伏、 风电输 出功率之和PN， PN＝Ppv+Pwind， Pbat＝Pdc‑PN。 4.根据权利要求2所述的孤岛微电网系统的控制方法， 其特征在于， 在所述步骤S2中， 上下限范围具体包括： (1)气象数据上下限： 相对湿度Rh上限为50％， 气压值P下限为本地气 压参考值Pr； (2)光伏、 风电输出功率之和上下限： Pmax N＝Pmax pv+Pmax wind， Pmin N＝Pmax N×10％， 其中， PN为光伏、 风电输出功率之和， Pmax N为光伏、 风电输出功率上限， Pmin N为光伏、 风电输出 功率下限， 当PN>Pmin N， 光伏、 风电处于发电状态， 当PN<Pmin N， 风电系统、 光伏系统断开， 进入 待机模式； (3)蓄电池荷电状态Ssoc上下限： 上限为70％， 下限为30％； (4)生物燃气 储量Sgas 上下限： 上限为储气罐最大容积的70％， 下限为储气罐最大容积3 0％。 5.根据权利要求2所述的孤岛微电网系统的控制方法， 其特征在于， 在所述步骤S3中， 结合气象数据、 光伏和风电的输出功率之和PN、 蓄电池荷电状态Ssoc、 生物质燃气储量Sgas的 具体情况对运行模式进行选择与切换。 6.根据权利要求5所述的孤岛微电网系统的控制方法， 其特征在于， 在所述步骤S3中， 系统运行模式的选择 过程具体包括： S31、 判断生物质燃气储量Sgas是否处于正常区间， 若判 断结果为是， 进入步骤S32， 否 则， 进入步骤S34； S32、 判断光伏、 风电输出功率之和PN是否大于下限值， 若判断结果为是， 进入步骤S33， 否则， 选择运行模式7， 结束运行模式的选择； S33、 判断相对湿度Rh高于上限且气压值P低于下限是否成立， 若判断结果为是， 选择运 行模式2， 结束运行模式的选择， 否则， 选择运行模式1， 结束运行模式的选择； S34、 判断生物质燃气储量Sgas是否高于上限， 若判断结果为是， 进入步骤S35， 否则， 进 入步骤S3 6； S35、 判断蓄电池荷电状态Ssoc是否高于上限， 若判断结果为是， 选择运行模式4， 结束运 行模式的选择， 否则， 选择运行模式3， 结束运行模式的选择； S36、 判断蓄电池荷电状态Ssoc和生物质燃气储量Sgas均低于下限是否成立， 若判断结果 为是， 选择运行模式5， 结束运行模式的选择， 否则， 选择运行模式6， 结束运行模式的选择。 7.根据权利要求6所述的孤岛微电网系统的控制方法， 其特征在于， 在所述步骤S3中，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115514024 A 2运行模式具体包括： 运行模式1： PN>Pmin N， 若Ssoc>60％， 则令PN＜Pdc≤Pmax N， 蓄电池放电至Ssoc＝45％； 若Ssoc< 60％， 则令PN＞Pdc≥Pmin N， 蓄电池充电至Ssoc＝65％； 运行模式2： PN>Pmin N， 若Ssoc>40％， 则 令Pdc＝Pmax N， 蓄电池放电至Ssoc下限， 若Ssoc<35％， 则令PN＞Pdc≥Pmin N， 蓄电池充电至Ssoc＝50％； 运行模式3： 当PN>Pmin N时， 令Pdc＝Pmin N， 蓄电池充电， 当PN<Pmin N时， 蓄电池以额定功率进 行充电； 运行模式4： 风 光储系统断开， 待生物燃气储量消耗至 60％， 再接入风 光储系统； 运行模式5： 微电网停止运行， 等待生物燃气储量达 到上限， 且PN>Pmin N时重新启动； 运行模式6： 当PN>Pmin N时， 令Pdc＝Pmax N， 蓄电池放电， 当PN<Pmin N时， 蓄电池以额定功率进 行放电； 运行模式7： PN<Pmin N， 当蓄电池荷电状态Ssoc高于下限时， 蓄电池以额定功率进行放电， 当蓄电池荷电状态Ssoc低于下限时， 蓄电池断开， 进入待机模式。 8.一种孤岛微电网系统的控制装置， 其特征在于,所述控制装置包括检测单元、 决策单 元和控制单 元； 所述检测单 元安装于各种分布式发电单 元和设备， 采集相应电气信息量； 所述决策 单元用于判断系统运行模式， 向所述控制单 元下达指令； 所述控制单 元用于切换系统运行模式。 9.根据权利要求8所述的孤岛微电网系统 的控制装置， 其特征在于， 所述孤岛微电网系 统包括多能互补发电系统、 直流母线、 交流母线、 生物质燃气产出系统和自动气象站， 所述 多能互补发电系统包括生物质燃气发电机和风光储系统， 所述风光储系统具体包括风电机 组、 光伏阵列和蓄电池储能系统， 所述生物质燃气产出系统包括生物质厌氧发酵系统和柔 性储气罐； 所述检测单元安装于所述光伏阵列、 所述风电机组、 所述蓄电池储能系统、 所述柔性储 气罐和所述自动气象站； 所述控制单元安装于所述光伏阵列、 所述风电机组、 所述蓄电池储能系统、 所述生物质 燃气发电机， 按照所述决策单元下达的指令， 控制各个机组的投入/断开， 以及调整所述蓄 电池储能系统的充放电功率， 从而改变系统的运行状态。 10.根据权利要求8所述的孤岛微电网系统的控制装置， 其特征在于， 所述决策单元具 体包括储存模块和处理模块， 所述储存模块存储有计算机程序， 所述处理模块可以运行所 述储存模块中的计算机程序， 通过运行计算机程序能够实现权利要求1 ‑7中任一项所述的 孤岛微电网系统的控制方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115514024 A 3