CN111740426B - 一种孤岛交直流混合微电网群功率协同控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种孤岛交直流混合微电网群功率协同控制方法，包括：针对含恒功率负荷的直流子微网，构建V²‑P下垂控制策略；针对储能子微网，构建SOC动态均衡一致控制策略；针对直流子微网、交流子微网和储能子微网，构建子微网功率交换控制策略；基于子微网功率交换控制策略，构建通信触发控制策略；利用V²‑P下垂控制策略、SOC动态均衡一致控制策略和传统的P‑f下垂控制策略分别控制直流子微网、储能子微网和交流子微网各自的输出功率；将子微网功率交换控制策略和通信触发控制策略作用于孤岛交直流混合微电网群，以控制各子微网之间的功率交换以及互联通信。与现有技术相比，本发明能够可靠实现子微网内部以及子微网之间的功率平衡，且能减少非必要的互联通信。

Description

一种孤岛交直流混合微电网群功率协同控制方法

技术领域

本发明涉及交直流混合微电网控制技术领域，尤其是涉及一种孤岛交直流混合微电网群功率协同控制方法。

背景技术

随着基于光伏、风力、海洋能等可再生能源的分布式发电(DG)技术的快速发展，可以有效整合DG技术的微电网技术日益受到相关专家学者的关注。由于单纯的直流微网或交流微网无法满足高比例分布式能源的接入和直流负荷的需求，同时，单个的微电网工作容量有限，抗扰动能力弱。因此，综合交、直流子微网各自优势构成的孤岛交直流混合微电网群已经成为未来微电网研究方向一个重要的研究热点。孤岛混合微电网群通过合理的功率管理可以为偏远村落、山区、海岛等提供可靠优质的电能，具有广阔的应用和发展前景。

孤岛混合微电网群主要由直流子微网、交流子微网和储能子微网通过各自的双向功率变换器连接在同一条公共直流母线上构成，具有拓扑复杂、通信线路多的特点，这使得孤岛混合微电网群的功率协调管理难度较大，同时容易出现通信故障的问题。一方面，针对交直流子微网的功率协调问题，现有技术提出的控制策略大多建立在使用低带宽通信基础上(比如：采用交直流混合微电网分层控制策略，利用归一法将整个交直流混合系统有机的结合起来，很好的解决了功率交换的问题，但其基于交、直流侧微网容量相等的前提条件；为保证子微网能够功率自治，同时能够一定程度的功率支撑，提出了一种功率交换分段管理策略；设计基于三层控制的协调二次控制策略，采用虚拟的频率、直流母线电压偏差代替实际的偏差，在设置防止互联变换器频繁切换的切换域的基础上，设计了一个整体控制策略，能够无差、稳定协调控制系统功率流动)，一旦通信失败则会对整个系统产生较大影响，此外，在进行直流子微网控制时，目前常采用电压-有功控制，而直流子微网中包含大量恒功率负荷，使得传统电压-有功控制无法对直流子微网进行有效控制，也就无法根据实际负荷情况进行子微网内部以及子微网之间的功率协同控制。

另一方面，由于光伏、风力等分布式能源具有间歇性和不稳定性，配置合适容量的储能单元对系统的稳定运行至关重要。随着交直流混合微电网系统不断拓展，对储能容量的要求越来越大，采用多组储能单元组成混合储能系统成为一个较好的解决方案。但不同储能单元具有不同的荷电状态(SOC)，为防止储能单元由于过充或过放过早的退出工作，需要进行储能子微网的功率控制，但现有技术主要在单独直流微电网进行储能控制，并未涉及孤岛交流直流混合微电网群。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种孤岛交直流混合微电网群功率协同控制方法，以减少系统内通信使用频率，自发地进行子微网内部以及子微网之间的功率协同控制，从而保证整个微电网群的稳定运行。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种孤岛交直流混合微电网群功率协同控制方法，包括以下步骤：

S1、针对含恒功率负荷的直流子微网，构建V²-P下垂控制策略；

S2、针对储能子微网，构建SOC动态均衡一致控制策略；

S3、针对直流子微网、交流子微网和储能子微网，构建子微网功率交换控制策略；

S4、基于子微网功率交换控制策略，构建通信触发控制策略；

S5、将V²-P下垂控制策略、SOC动态均衡一致控制策略和传统的P-f下垂控制策略分别作用于直流子微网、储能子微网和交流子微网，以分别控制直流子微网、储能子微网和交流子微网各自的输出功率；

S6、将子微网功率交换控制策略和通信触发控制策略作用于孤岛交直流混合微电网群，以控制各子微网之间的功率交换以及互联通信。

进一步地，所述步骤S1中V²-P下垂控制策略具体为：

V² _out＝V² _ref-m(P_out-P_ref)

其中，V_out和P_out为直流子微网中DC/DC变流器输出电压与输出功率，V_ref和P_ref为直流子微网的参考电压和参考输出功率，m为直流下垂系数。

进一步地，所述步骤S2中SOC动态均衡一致控制策略具体为：

其中，V_i-dc和V_{i-dc_ref}分别为储能子微网中第i个储能单元的输出电压和参考电压，SOC_avg为储能子微网中所有储能单元的平均SOC值，n为均衡系数，是一个正整数，P_i为储能子微网中第i个储能单元的输出功率，P_avg为储能子微网中所有储能单元的输出功率平均值，r_d为储能下垂系数，K_soc和K_P分别为SOC调节权重系数和加速因子权重系数，K是一个为防止分母为零而设置的常数，SoC_i与SoC_{i_0}分别为储能子微网中第i个储能单元的当前荷电状态和初始荷电状态，I_i为储能子微网中第i个储能单元的输出电流，C_{bat_i}为储能子微网中第i个储能单元的容量。

进一步地，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31、通过对交流频率f、直流电压平方和直流母线电压V_cb进行标幺化处理，采用PI控制器，确定交流子微网与直流子微网之间的功率交换策略；

S32、基于功率交换启动和功率交换退出原则，通过设置交直流子微网功率交换阈值和储能子微网投入切换阈值，分别构建功率分配递增控制策略和功率分配递减控制策略。

进一步地，所述步骤S31中交流子微网与直流子微网之间的功率交换策略具体为：

其中，P_ea和P_ed分别表示流入到交流子微网和直流子微网的功率，即交流子微网和之流子微网的交换功率，并以功率流入子微网为正，(f)'为交流频率的标幺值，(V_cb)'为直流母线电压的标幺值，为直流电压平方的标幺值，K_pa、K_ia、K_pd、K_id分别为相应的PI控制器参数。

进一步地，所述步骤S32中功率交换启动原则具体为：各交流子微网和直流子微网都能够自治运行时，不进行功率交换；当有交流子微网或直流子微网不能自治运行时，首先采用交直流子微网间功率交换控制，然后采用储能投入控制；

功率交换退出原则具体为：当各交流子微网和直流子微网能够通过交直流子微网间功率交换或自治运行保证交流频率和直流电压在规定范围内时，储能退出运行；当某个交流子微网或直流子微网能够自治运行时可以退出功率交换，但必须能保证其退出后不会影响其他子微网的稳定，同时要避免子微网频繁的启动与退出的切换，最后子微网退出后不能导致剩余互联的子微网系统功率盈余或缺额过大，使得储能投入运行。

进一步地，所述步骤S32中功率分配递增控制策略具体为：

当时，交、直流子微网内交流频率或直流电压在额定值附近，通过自治就可实现功率平衡，无需功率交换；

当时，子微网功率波动较大，需要交、直流子微网间功率交换实现系统的稳定运行；

当|(λ)'|_p＜|(V_cb)'|＜1时，直流母线电压偏差接近系统限值，需要储能投入以维持系统功率平衡；

其中，|(λ)'|_x为包含所有交、直流子微网功率交换阈值的集合，该集合中最大的子微网功率交换阈值为|(λ)'|_p为储能投入切换阈值，其关系如下：

进一步地，所述步骤S32中功率分配递减控制策略包括交、直流子微网退出功率交换控制和储能退出控制。

进一步地，所述交、直流子微网退出功率交换控制具体为：

A_j：|(λ_j)'+M_jP_j|＞|(λ)'|_x,j

B_j：|(λ_cb)'-F_jP_j|＞|(λ)'|_p

其中，事件A_j为第j个子微网自治能力的判断条件，事件B_j为第j个子微网退出功率交换后对剩余互联系统影响的判断条件，当事件A_j和事件B_j同时不成立时，第j个子微网能退出交、直流子微网间功率交换；

M_j和F_j分别为第j个子微网等值下垂系数和第j个子微网退出后剩余互联系统的等值下垂系数，F为所有子微网均不退出功率交换时整个系统的等值下垂系数，u为交、直流子微网的总个数，P_j为第j个子微网的交换功率，(λ_j)'为第j个子微网对应的标幺值，若该子微网为交流子微网，则对应为交流频率的标幺值，若该子微网为直流子微网，则对应为直流电压平方的标幺值，|(λ)'|_x,j为|(λ)'|_x集合中第j个子微网的功率交换阈值，(λ_cb)'为直流母线电压的预判标幺值，L_j为子微网j的功率交换状态值；

储能退出控制具体为：

其中，事件C_j为储能退出判断条件，当C_j成立时，储能单元不能退出工作，当C_j不成立时，储能单元退出工作。

进一步地，所述步骤S4中通信触发控制策略具体为：

(L_j＝1)∩(A_j＝0)

当L_j＝0时，子微网j处于功率自治状态，此时若发生功率波动导致子微网j无论是保持功率自治状态还是切换到功率交换状态，都无需互联通信，此时B_j输出默认值0，即事件B_j不成立；

当L_j＝1时，子微网j处于功率交换状态，若此时发生功率波动，首先需要通过事件A_j对子微网j的自治能力进行预判断：当A_j＝1时，即事件A_j成立时，子微网j仍然需要保持功率交换状态，此时仍然不需要通信；当A_j＝0时，即事件A_j不成立时，需要通过通信完成事件B_j的判断，从而实现子微网应保持功率交换状态还是切换到功率自治状态的判断。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、本发明针对包含恒功率负荷的直流子微网，采用V²-P下垂控制方式，能够很好地进行非线性控制，保证直流子微网的自治运行能力，实现直流子微网内部的功率自主控制。

二、本发明针对储能子微网中的储能单元，利用每个储能单元的SOC值与整个储能系统平均SOC之差作为权重调节下垂控制的参考电压，同时采用每个储能单元的输出功率与储能单元的平均功率之差作为权重设置加速因子，加速SOC均衡速度，能够在储能单元实现功率按实时剩余容量动态调节分配，使得各储能单元的SOC逐步达到均衡，避免部分储能单元过度充放电、提高储能单元寿命。

三、本发明通过构建交、直流子微网间功率交换控制以及功率分配递增控制策略、功率分配递减控制策略，能够可靠地实现子微网内部、交直流子微网之间、储能与交直流子微网之间的功率协同控制，减少不必要的功率互换所造成的功率损耗，从而保证整个系统的功率平衡及稳定运行。

四、本发明基于子微网功率交换控制策略，构建通信触发控制策略，能够大大减少系统中的非必要通信，减少互联通信发生的次数，从而避免由于通信失败导致系统功率失去平衡、影响系统运行。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图；

图2为实施例中交直流混合微电网群的系统结构示意图；

图3(a)为实施例中含恒功率负荷的直流子微网结构与控制策略；

图3(b)为实施例中交流子微网结构与控制策略；

图3(c)为实施例中储能子微网结构与控制策略；

图3(d)为实施例中直流子微网与直流母线之间双向功率变换器结构与控制策略；

图3(e)为实施例中交流子微网与直流母线之间双向功率变换器结构与控制策略；

图4为实施例中储能单元充放电SOC动态均衡曲线；

图5为实施例中通信触发器控制策略框图；

图6为实施例中交直流混合微电网系统功率协同优化管理策略框图；

图7(a)为实施例中BADC(Bidirectional AC/DC Converter，双向交流—直流变换器)控制信号与交流子微网频率标幺值波形；

图7(b)为实施例中BADC传输功率波形；

图8(a)为实施例中BDDC(Bidirectional DC/DC Converter，双向直流—直流变换器)控制信号与直流子微网电压标幺值波形；

图8(b)为实施例中BDDC传输功率波形；

图9(a)为实施例中储能系统功率变换器控制信号与公共直流母线电压标幺值波形；

图9(b)为实施例中储能单元输出功率波形；

图9(c)为实施例中储能单元SOC变化波形。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种孤岛交直流混合微电网群功率协同控制方法，包括以下步骤：

S1、针对含恒功率负荷的直流子微网，构建V²-P下垂控制策略；

S2、针对储能子微网，构建SOC动态均衡一致控制策略；

S3、针对直流子微网、交流子微网和储能子微网，构建子微网功率交换控制策略；

S4、基于子微网功率交换控制策略，构建通信触发控制策略；

S5、将V²-P下垂控制策略、SOC动态均衡一致控制策略和传统的P-f下垂控制策略分别作用于直流子微网、储能子微网和交流子微网，以分别控制直流子微网、储能子微网和交流子微网各自的输出功率；

S6、将子微网功率交换控制策略和通信触发控制策略作用于孤岛交直流混合微电网群，以控制各子微网之间的功率交换以及互联通信。

本实施例采用交流子微网、直流子微网和储能子微网通过各自的双向功率变换器接在同一条公共的直流母线之上的微电网群结构，如图2所示。其中，交流子微网采用传统的P-f下垂控制，如图3(b)所示。交直流子微网与直流母线之间功率变换器结构与控制策略分别如图3(d)和图3(e)所示。将上述方法应用于本实施例，其具体应用过程包括直流子微网改进下垂控制，储能单元SOC动态一致控制，子微网间功率管理策略，通信触发控制器设计和仿真验证：

(1)直流子微网改进下垂控制

在含恒功率负荷的直流子微网中，如图3(a)，功率与电压不再呈线性关系，传统V-P下垂控制不再适用于非线性控制，因此，本发明提出改进下垂控制，表达式为：

V² _out＝V² _ref-m(P_out-P_ref) (0)

式中，V_out和P_out为直流子微网中DC/DC变流器输出电压与输出功率，V_ref和P_ref为直流子微网的参考电压和参考输出功率，m为直流下垂系数。

(2)储能单元SOC动态一致控制

储能单元的SoC代表储能单元的当前容量，可定义为:

式中SoC_i与SoC_{i_0}分别代表第i个储能单元的当前荷电状态和初始荷电状态；I_i代表第i个储能单元的输出电流；C_{bat_i}为第i组储能单元的容量。式(2)的导数为：

因此系统运行时，各储能单元充放电效率和容量决定了SoC的充放电速度。为了提高微电网的冗余性和可靠性，将多组储能单元通过DC/DC变流器并联连接于公共的直流母线上。本实施例使用具有三个储能单元的简单并联系统模型，如图3(c)所示。

储能单元的输出电压为：

上式中，V_i-dc和V_{i-dc_ref}分别为储能子微网中第i个储能单元的输出电压和参考电压，SOC_avg为储能子微网中所有储能单元的平均SOC值，n为均衡系数，是一个正整数，P_i为储能子微网中第i个储能单元的输出功率，P_avg为储能子微网中所有储能单元的输出功率平均值，r_d为储能下垂系数，K_soc和K_P分别为SOC调节权重系数和加速因子权重系数，K是一个为防止分母为零而设置的常数，SoC_i与SoC_{i_0}分别为储能子微网中第i个储能单元的当前荷电状态和初始荷电状态，I_i为储能子微网中第i个储能单元的输出电流，C_{bat_i}为储能子微网中第i个储能单元的容量。

(4)子微网间功率管理策略

本发明通过BADC、BDDC和储能功率变换器控制实现子微网间功率自主交换。为实现控制目标，建立交流频率、直流电压的平方和直流母线电压的标幺化公式如下：

式中λ分别表示交流频率f、直流电压平方直流母线电压V_cb，(λ)'表示λ的标幺值，λ_max和λ_min表示λ的最大值和最小值。

通过标幺化处理的频率和电压信号确定交、直流子微网间的功率交换，如下式所示：

式中P_ea和P_ed分别表示流入到交流子微网和直流子微网的功率，并以功率流入子微网为正，K_pa、K_ia、K_pd、K_id分别为相应的PI控制器参数。

以保证系统功率平衡为前提，以减少不必要的功率交换和储能充放电次数为目标设计如下两个控制原则：

功率交换启动原则：各子微网都能够自治运行时，不进行功率交换；当有子微网不能自治运行时，首先采用子微网间功率交换控制，然后再采用储能投入。

功率交换退出原则：当子微网能够通过互济或自治保证交流频率和直流电压在规定范围内时，储能单元退出运行；当某一子微网能够自治时可以退出功率交换，但必须能保证其退出后不会影响其他子微网的稳定，同时要避免子微网频繁的启动与退出的切换，最后子微网退出后不能导致剩余互联子微网系统功率盈余或缺额过大，使得储能系统投入运行。

特别的，子微网间功率互动只发生在存在功率需求的子微网间。在实际应用中，应选择一个容量较大的子微网用于维持公共直流母线电压的稳定。

基于以上原则，同时考虑各子微网对供电质量要求的差异和储能系统承担功率波动的能力，设计功率交换的两类阈值|(λ)'|_x和|(λ)'|_p，实现子微网功率交换和储能投入的切换管理控制。其中，|(λ)'|_x为包含所有交、直流子微网功率交换阈值的集合，该集合中最大的子微网功率交换阈值为|(λ)'|_p为储能投入切换阈值；

其关系如下：

功率分配递增控制策略：

当时，交、直流子微网内交流频率或直流电压在额定值附近，通过自治就可实现功率平衡，无需功率交换。

当时，子微网功率波动较大，需要子微网间功率交换实现系统的稳定运行。

当|(λ)'|_p＜|(λ_cb)'|＜1时，公共直流母线电压偏差接近系统限值，需要储能系统维持系统功率平衡。

功率分配递减控制策略：

子微网退出功率交换必须保证自身可以保证稳定和不影响其他系统的稳定两个前提。而在子微网功率交换过程中，由于交换功率的影响，频率和电压平方的标幺值不能准确表征子微网自治运行能力。由此，设计事件A_j和事件B_j分别实现对第j个子微网自治能力的判断和第j个子微网退出后对剩余互联系统影响的判断。

A_j：|(λ_j)'+M_jP_j|＞|(λ)'|_x,j (8)

B_j：|(λ_cb)'-F_jP_j|＞|(λ)'|_p (9)

其中，事件A_j为第j个子微网自治能力的判断条件，事件B_j为第j个子微网退出功率交换后对剩余互联系统影响的判断条件，当事件A_j和事件B_j同时不成立时，第j个子微网能退出交、直流子微网间功率交换；

M_j和F_j分别为第j个子微网等值下垂系数和第j个子微网退出后剩余互联系统的等值下垂系数，P_j为第j个子微网的交换功率，(λ_j)'为第j个子微网对应的标幺值，若该子微网为交流子微网，则对应为交流频率的标幺值，若该子微网为直流子微网，则对应为直流电压平方的标幺值，|(λ)'|_x,j为|(λ)'|_x集合中第j个子微网的功率交换阈值，(λ_cb)'为直流母线电压的预判标幺值，直流母线电压的预判标幺值由下式进行判断：

上式中，F为所有子微网均不退出功率交换时整个系统的等值下垂系数，u为交、直流子微网的总个数，L_j为子微网j的功率交换状态值；

只有事件A_j和事件B_j同时不成立时，第j个子微网才能退出功率交换。

储能系统退出功率交换的条件为：子微网能够独立保持功率平衡。据此设计事件C进行判断。其表达式如下所示：

C_j：

当事件C_j＝0(即事件C_j不成立)，储能系统退出工作；当C_j＝1(即事件C_j成立)，储能系统不能够退出工作。

(4)通信触发控制器设计

由于子微网自治控制时P_j＝0，事件A_j也可以对系统功率分配递增控制进行判断。本发明的交直流混合微电网系统在功率递增分配控制时只需根据本地信号A_j进行判断。A_j＝0时子微网j保持功率自治，A_j＝1时子微网j开始进行功率交换。子微网从功率交换退到功率自治时，需根据综合事件A_j和事件B_j进行控制。此时需要通过通信得知各互联子微网的状态。为提高系统的稳定性，减少系统的通信量，通过事件L_j表示子微网j通信状态：

当L_j＝0时，子微网j处于功率自治状态，此时若发生功率波动导致子微网无论是保持功率自治状态还是切换到功率交换状态，都无需互联通信，此时B_j输出默认值0；

当L_j＝1时，子微网j处于功率交换状态，若此时发生功率波动，首先需要通过A_j对其进行预判断，当A_j＝1时，子微网仍然需要保持功率交换状态，此时仍然不需要通信，当A_j＝0时，需要通过通信完成事件B_j的判断，实现子微网应保持功率交换状态还是切换到功率自治状态的精确判断。

通信触发控制器控制策略如图5所示。

由上面分析可知，

其中∪表示逻辑或。

子微网j需要互联通信的条件是使下式成立：

(L_j＝1)∩(A_j＝0) (13)

其中∩表示逻辑与。

(5)仿真分析

为验证本发明所提控制策略的有效性与正确性，本发明基于Matlab/Siumlink实验平台搭建了一个含两个交流子微网，一个直流子微网和一个由三组储能单元组成储能子微网的交直流混合微电网群系统。所有子微网都接在同一公共直流母线电压上。其中，直流子微网2主要维持公共直流母线电压稳定。系统参数如表1所示。

表1

具体仿真案例如下：

①0-1s：各子微网自治运行

交流子微网，直流子微网1和直流子微网2的初始负荷依次为：2KW、1.49KW和2.32KW。

②1-2s:交流子微网开始功率交换

1s时，交流子微网的负荷突然增加至4KW,其他参数不变。

③2-3s：直流子微网1开始功率交换，储能系统开始投入运行

2s时，直流子微网1的负荷突然增加到2.76KW，其他系统参数不变。

④3-4s：系统功率缺额增加，系统进行优化调整

3s时，交流子微网功率需求增加至5.4KW。其他参数不变。

⑤4-5s:交流子微网负荷降低，储能系统停止运行。

4s时，交流子微网负荷降至3.4KW。其他参数不变。

⑥5-6s：直流子微网1功率降低，直流子微网转为自治运行。

5s时，直流子微网1负荷降至1.5KW，其他参数不变。

由图7(a)、8(a)和9(a)可知，在0-1s时间内各子微网交换功率控制信号为0，此时子微网间交换功率和储能系统与子微网间的交换功率都为0。系统通过子微网内功率自治实现系统的稳定。在1-2s时，交流子微网的负荷接近该子微网的功率极限，频率按照下垂特性迅速下降，交流子微网的功率交换判断信号变为1。交流子微网通过与直流子微网2进行功率交换实现功率支撑。2-3s时由于直流子微网1负荷增加，该子微网的功率交换控制信号变为1。由于子微网功率需求较大，储能系统的交换功率控制信号也变为1。此时所有子微网和储能系统都进行功率交换。储能系统中的三个储能单元由于SOC值不同，输出功率动态一致调整。3-4s时，交流子微网负荷再次增加，交流子微网吸收功率增加。同时由于公共直流母线电压下降，储能单元输出功率增加，直流子微网1吸收的功率减小，直流子微网2提供的功率增加。从而实现了子微网间以及储能系统与子微网间功率交换的优化，保证系统功率的合理分配，维持系统功率平衡。4-5s时，交流子微网负荷开始降低，系统能够通过子微网间功率交换实现系统的稳定，储能系统开始退出运行，避免储能单元的过度充放电。5-6s时，由于直流子微网1负荷降低，此时该子微网能够实现功率自治，所以交流子微网1退出了功率交换。但交流子微网仍需功率交换来保持功率平衡，交流子微网仍不退出功率交换运行。0-6s时间内各子微网和储能系统的输出功率如图图7(b)、8(b)和9(b)所示。储能单元的SOC变化曲线如图9(c)所示。

由上述仿真可知，通过本发明所提的控制策略能够实现子微网内、子微网间以及储能系统与子微网间的功率自主协调，保证系统功率平衡。同时，所提控制策略能够实现功率合理交换，减少系统损耗，并提高储能单元使用寿命。

Claims (4)

1.一种孤岛交直流混合微电网群功率协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、针对含恒功率负荷的直流子微网，构建V²-P下垂控制策略；

S2、针对储能子微网，构建SOC动态均衡一致控制策略；

S3、针对直流子微网、交流子微网和储能子微网，构建子微网功率交换控制策略；

S4、基于子微网功率交换控制策略，构建通信触发控制策略；

S5、将V²-P下垂控制策略、SOC动态均衡一致控制策略和传统的P-f下垂控制策略分别作用于直流子微网、储能子微网和交流子微网，以分别控制直流子微网、储能子微网和交流子微网各自的输出功率；

S6、将子微网功率交换控制策略和通信触发控制策略作用于孤岛交直流混合微电网群，以控制各子微网之间的功率交换以及互联通信；

所述步骤S1中V²-P下垂控制策略具体为：

V² _out＝V² _ref-m(P_out-P_ref)

其中，V_out和P_out为直流子微网中DC/DC变流器输出电压与输出功率，V_ref和P_ref为直流子微网的参考电压和参考输出功率，m为直流下垂系数；

所述步骤S2中SOC动态均衡一致控制策略具体为：

其中，V_i-dc和V_{i-dc_ref}分别为储能子微网中第i个储能单元的输出电压和参考电压，SOC_avg为储能子微网中所有储能单元的平均SOC值，n为均衡系数，是一个正整数，P_i为储能子微网中第i个储能单元的输出功率，P_avg为储能子微网中所有储能单元的输出功率平均值，r_d为储能下垂系数，K_soc和K_P分别为SOC调节权重系数和加速因子权重系数，K是一个为防止分母为零而设置的常数，SoC_i与SoC_{i_0}分别为储能子微网中第i个储能单元的当前荷电状态和初始荷电状态，I_i为储能子微网中第i个储能单元的输出电流，C_{bat_i}为储能子微网中第i个储能单元的容量；

所述步骤S32中功率分配递增控制策略具体为：

当时，交、直流子微网内交流频率或直流电压在额定值附近，通过自治就可实现功率平衡，无需功率交换；

当时，子微网功率波动较大，需要交、直流子微网间功率交换实现系统的稳定运行；

当|(λ)'|_p＜|(V_cb)'|＜1时，直流母线电压偏差接近系统限值，需要储能投入以维持系统功率平衡；

其中，|(λ)'|_x为包含所有交、直流子微网功率交换阈值的集合，该集合中最大的子微网功率交换阈值为|(λ)'|_p为储能投入切换阈值，其关系如下：

所述步骤S32中功率分配递减控制策略包括交、直流子微网退出功率交换控制和储能退出控制；

所述交、直流子微网退出功率交换控制具体为：

A_j：|(λ_j)'+M_jP_j|＞|(λ)'|_x,j

B_j：|(λ_cb)'-F_jP_j|＞|(λ)'|_p

其中，事件A_j为第j个子微网自治能力的判断条件，事件B_j为第j个子微网退出功率交换后对剩余互联系统影响的判断条件，当事件A_j和事件B_j同时不成立时，第j个子微网能退出交、直流子微网间功率交换；

M_j和F_j分别为第j个子微网等值下垂系数和第j个子微网退出后剩余互联系统的等值下垂系数，F为所有子微网均不退出功率交换时整个系统的等值下垂系数，u为交、直流子微网的总个数，P_j为第j个子微网的交换功率，(λ_j)'为第j个子微网对应的标幺值，若该子微网为交流子微网，则对应为交流频率的标幺值，若该子微网为直流子微网，则对应为直流电压平方的标幺值，|(λ)'|_x,j为|(λ)'|_x集合中第j个子微网的功率交换阈值，(λ_cb)'为直流母线电压的预判标幺值，L_j为子微网j的功率交换状态值；

储能退出控制具体为：

C_j：

其中，事件C_j为储能退出判断条件，当C_j成立时，储能单元不能退出工作，当C_j不成立时，储能单元退出工作；

所述步骤S4中通信触发控制策略具体为：

(L_j＝1)∩(A_j＝0)

当L_j＝0时，子微网j处于功率自治状态，此时若发生功率波动导致子微网j无论是保持功率自治状态还是切换到功率交换状态，都无需互联通信，此时B_j输出默认值0，即事件B_j不成立；

当L_j＝1时，子微网j处于功率交换状态，若此时发生功率波动，首先需要通过事件A_j对子微网j的自治能力进行预判断：当A_j＝1时，即事件A_j成立时，子微网j仍然需要保持功率交换状态，此时仍然不需要通信；当A_j＝0时，即事件A_j不成立时，需要通过通信完成事件B_j的判断，从而实现子微网应保持功率交换状态还是切换到功率自治状态的判断。

2.根据权利要求1所述的一种孤岛交直流混合微电网群功率协同控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31、通过对交流频率f、直流电压平方和直流母线电压V_cb进行标幺化处理，采用PI控制器，确定交流子微网与直流子微网之间的功率交换策略；

S32、基于功率交换启动和功率交换退出原则，通过设置交直流子微网功率交换阈值和储能子微网投入切换阈值，分别构建功率分配递增控制策略和功率分配递减控制策略。

3.根据权利要求2所述的一种孤岛交直流混合微电网群功率协同控制方法，其特征在于，所述步骤S31中交流子微网与直流子微网之间的功率交换策略具体为：

其中，P_ea和P_ed分别表示流入到交流子微网和直流子微网的功率，即交流子微网和之流子微网的交换功率，并以功率流入子微网为正，(f)'为交流频率的标幺值，(V_cb)'为直流母线电压的标幺值，为直流电压平方的标幺值，K_pa、K_ia、K_pd、K_id分别为相应的PI控制器参数。

4.根据权利要求3所述的一种孤岛交直流混合微电网群功率协同控制方法，其特征在于，所述步骤S32中功率交换启动原则具体为：各交流子微网和直流子微网都能够自治运行时，不进行功率交换；当有交流子微网或直流子微网不能自治运行时，首先采用交直流子微网间功率交换控制，然后采用储能投入控制；

功率交换退出原则具体为：当各交流子微网和直流子微网能够通过交直流子微网间功率交换或自治运行保证交流频率和直流电压在规定范围内时，储能退出运行；当某个交流子微网或直流子微网能够自治运行时可以退出功率交换，但必须能保证其退出后不会影响其他子微网的稳定，同时要避免子微网频繁的启动与退出的切换，最后子微网退出后不能导致剩余互联的子微网系统功率盈余或缺额过大，使得储能投入运行。