(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 202211496236.X (22)申请日 2022.11.28 (71)申请人 西华大学 地址 610039 四川省成 都市金牛区土桥金 周路999号 (72)发明人 王军　李琳　彭宏　陈湘　孙章　 (74)专利代理 机构 成都市集智汇华知识产权代 理事务所(普通 合伙) 51237 专利代理师 李华 (51)Int.Cl. H02J 1/10(2006.01) H02J 1/14(2006.01) H02J 13/00(2006.01) (54)发明名称 一种直流微电网集群控制系统及其多级协 同控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种直流微电网集群控制系 统及其多级协同控制方法， 该方法包括： 从每个 直流微电网中选择一个电单元作为主单元； 当主 单元的通信条件被触发时， 各个直流微电网之间 的主单元进行通信， 并且直流微电网内的从单元 的通信被同步触发； 利用主单元之间、 主单元与 从单元之间、 从单元之间通信的信息进行分级协 同控制达到直流微电网集群供需平衡。 本发明采 用主‑从分布式协调控制机制可以使主单元和从 单元共同补偿直流微电网中的功率/电流共享失 配和能量存储单元的SOC不平衡， 主单元之间的 协调可以实现整个集群系统的功率/电流分配和 能量存储SOC平衡， 提高系统的可靠性。 权利要求书9页 说明书23页 附图11页 CN 115528667 A 2022.12.27 CN 115528667 A 1.一种直流微电网集群， 包括若干直流微电网， 其特征在于： 所述直流微电网中包括若 干电单元， 所述电单元为储能单元或者光伏单元； 每个直流微电网中的电单元同一时刻有 且仅有一个主 单元， 其余为 从单元； 直流微电网之 间仅可主 单元相互通信， 直流微电网内主 单元与从单 元、 从单元与从单 元均之间均可通信。 2.一种直流微电网集群的多级协同控制方法， 应用于权利要求1所述的直流微电网集 群， 其特征在于包括： 从每个直流微电网中选择一个电单 元作为主单 元； 当主单元的通信条件被触发时， 各个直流微电网之间的主单元进行通信， 并且直流微 电网内的从单 元的通信被同步触发； 利用主单元之间、 主单元与从单元之间、 从单元之间通信的信息进行分级协同控制达 到直流微电网集群供需平衡。 3.根据权利要求2所述的一种直流微电网集群的多级协同控制方法， 其特征在于所述 从每个直流微电网中选择一个电单 元作为主单 元的方法包括： 直流微电网内的所有电单 元初始化 为从单元， 从单元可接收来自主单 元的心跳信号； 当某个从单 元接收主单 元心跳信号超时， 则该从单 元作为竞选者发起投票； 所述竞选者更新自身任期编号后给自己投票， 并向直流微电网内的其他从单元发起投 票邀请， 所述投票邀请附带竞选者任期编号； 所述竞选者统计自身得票， 若得票超过半数则当选为主单 元， 该次投票结束； 若竞选者在发起投票期间接收到主单元的心跳信号， 则停止该次投票并重新作为从单 元。 4.根据权利要求3所述的一种直流微电网集群的多级协同控制方法， 其特征在于： 从单 元将选票投给第一个向自己发起投票邀请的候选者； 若候选者的任期编号小于其自身任期 编号， 则拒绝投票； 若候选者 最终当选主单 元则将自身任期编号更新 为候选者任期编号。 5.根据权利要求3所述的一种直流微电网集群的多级协同控制方法， 其特征在于： 所述 任期编号为单调递增； 若主单元任期编号小于其他任意一个电单元 的任期编号， 则主单元 将任期编号更新至所述直流微电网内的最大任期编号值， 并重新作为从单元； 若从单元任 期编号小于其他任意一个电单元的任期编号， 则该从单元将其任期编号更新至所述直流微 电网内的最大任期编号 值。 6.根据权利要求2所述的一种直流微电网集群的多级协同控制方法， 其特征在于所述 主单元的通信触发条件为： ； 其中， ； ， ， ， ； 式中， 为电压观测 值与电压参考值间的偏差； 为触发时刻的 和上一时刻的 的偏 差； 为主单元之间关系矩阵的模； bk为主单元与电压参考值之间的权重； L0代表拉普拉斯 矩阵； B0代表主单元与电压参考值 之间权重矩阵， ； 和 为指定范围内的调节系权　利　要　求　书 1/9 页 2 CN 115528667 A 2数。 7.根据权利要求2所述的一种直流微电网集群的多级协同控制方法， 其特征在于所述 分级协同控制的方法包括 光伏单元控制方法和储能单 元控制方法； 所述光伏单元控制方法包括 光伏主单 元控制策略和光伏从单 元控制策略； 所述储能单 元控制方法包括储能主单 元控制策略和储能从单 元控制策略。 8.根据权利要求7所述的一种直流微电网集群的多级协同控制方法， 其特征在于所述 光伏从单 元控制策略包括： 将内环控制电流 参考值与该光伏从单 元输出电流的差进行PI控制； 将PI控制的结果进行 脉宽调制； 将脉宽调制的结果进行占空比控制得到控制信号， 并通过控制信号控制该光伏从单元 的输出电压； 当同一直流微电网中无储能单 元参与时， 所述内环控制电流 参考值获得方法包括： 将该光伏从单元的下垂控制系数及输出电流、 该光伏从单元对应的光伏主单元的下垂 控制系数及输出电流输入光伏从单 元电流控制函数获得电流状态量； 将该光伏从单元的电压观测值、 该光伏从单元对应的光伏主单元的电压观测值输入光 伏从单元电压控制函数获得电压状态量； 将电流状态量和电压状态量进行积分； 进行运算： 积分后的结果+ （该光伏从单元对应的光伏主单元的 电压观测值 ‑该光伏从 单元的电压观测值） ‑下垂控制输出值； 将上述运算后的结果进行PI控制获得内环控制电流 参考值； 当同一直流微电网中有储能单 元参与时， 所述内环控制电流 参考值获得方法包括： 将该光伏从单元的输出电压和输出电流进行最大功率点跟踪控制得到外环控制电压 参考值； 将外环控制电压参考值与该光伏从单元的输出电压的差进行PI控制 获得内环控制电 流参考值。 9.根据权利要求8所述的一种直 流微电网集群的多 级协同控制方法， 其特 征在于： 所述光伏从单 元电压控制函数为 其中， k代表直流微电网集群中直流微电网k； i代表直流微电网k内的光伏从单元i； 为电压状态量； 为电压观测值求导值； 为电压调节系数； 为光伏从单元i 和光伏从单 元j的连接关系， 若二者有连接则为1， 否则为0； 为电压观测值； 为直流 微电网k内的光伏从单元j的电压观测值； 为主从单元间关系的权重， 若从单元可以访问 主单元， 则 为1， 否则为0； 为直流微电网k内的光伏主单 元的电压观测值； 所述光伏从单 元电流控制函数为权　利　要　求　书 2/9 页 3 CN 115528667 A 3