用于中低壓微電網(wǎng)的儲能并聯(lián)控制方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種用于中低壓微電網(wǎng)的儲能并聯(lián)控制方法以及實施該方法的裝置，根據(jù)系統(tǒng)頻率和電壓的變化，輸出合理的有功功率和無功功率以實現(xiàn)頻率和電壓的穩(wěn)定控制，利用PI控制器對擾動的自動消減能力，實現(xiàn)各儲能單元在頻率或電壓波動下的自動有功功率和無功功率的快速合理分配。本發(fā)明的優(yōu)點是：由于在各儲能單元的控制系統(tǒng)中增加了有功-（頻率、電壓），以及無功-（頻率、電壓）的獨立控制環(huán)節(jié)，克服了由于線路阻抗不確定對系統(tǒng)頻率和電壓控制的問題，提高了微電網(wǎng)在離網(wǎng)運(yùn)行時的電壓和頻率穩(wěn)定性。
【專利說明】用于中低壓微電網(wǎng)的儲能并聯(lián)控制方法和裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種用于中低壓微電網(wǎng)的儲能并聯(lián)控制方法以及實施該方法的裝置，屬于分布式發(fā)電和微電網(wǎng)系統(tǒng)領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】:
在微電網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行時，需要有能夠支撐系統(tǒng)頻率和電壓的穩(wěn)定的組網(wǎng)電源。能夠作為組網(wǎng)電源的包括柴油機(jī)、中小型燃?xì)廨啓C(jī)、儲能等。如果采用儲能作為組網(wǎng)電源，其并聯(lián)運(yùn)行成為需要解決的技術(shù)難題。
[0003]無論是中壓的還是低壓的微電網(wǎng)，其線路阻抗的特點決定了無法像高壓電網(wǎng)那樣實現(xiàn)有功-頻率、無功-電壓的對應(yīng)關(guān)系，往往是有功功率與系統(tǒng)的頻率和電壓都有耦合關(guān)系，無功功率與系統(tǒng)的頻率和電壓也都有耦合關(guān)系。此外，由于微電網(wǎng)的線路阻抗隨線路長度、載流量等因素呈較大的不確定性，給實際的儲能運(yùn)行控制帶來了很大的挑戰(zhàn)。當(dāng)系統(tǒng)的頻率發(fā)生變化，儲能從穩(wěn)定頻率的角度出發(fā)，需要輸出一定的有功功率和無功功率以實現(xiàn)彌補(bǔ)，但有功功率和無功功率的多少及比例關(guān)系很難確定。同理，當(dāng)系統(tǒng)的電壓發(fā)生變化時，儲能需要輸出的有功功率和無功功率及其比例關(guān)系也很難確定。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
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為了解決中低壓微電網(wǎng)在離網(wǎng)運(yùn)行時儲能的并聯(lián)控制問題，以根據(jù)系統(tǒng)頻率和電壓的變化，輸出合理的有功功率和無功功率以實現(xiàn)頻率和電壓的穩(wěn)定控制，本發(fā)明的目的是提供一種中低壓微電網(wǎng)的儲能并聯(lián)控制方法，利用PI控制器對擾動的自動消減能力，實現(xiàn)各儲能單元在頻率或電壓波動下的自動有功功率和無功功率的快速合理分配。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種用于中低壓微電網(wǎng)的儲能并聯(lián)控制方法，其特征在于，所述的控制方法包括以下步驟:
步驟一)檢測各儲能單元并網(wǎng)接入點處的頻率f，并與額定頻率fMf進(jìn)行比較得到頻率偏差Λ f ;檢測各儲能單元并網(wǎng)接入點處的電壓U，并與額定電壓Uref進(jìn)行比較得到電壓偏差A(yù)u。
[0006]步驟二)頻率偏差Λ f經(jīng)過PIl調(diào)節(jié)器得到有功功率給定值Pl，同時該頻率偏差Δ f經(jīng)過PI2調(diào)節(jié)器得到無功功率給定值Ql ；電壓偏差Λ u經(jīng)過ΡΙ3調(diào)節(jié)器得到有功功率給定值Ρ2，同時該電壓偏差A(yù)u經(jīng)過ΡΙ4調(diào)節(jié)器得到無功功率給定值Q2。
[0007]步驟三)將有功功率給定值Pl與Ρ2相加，得到有功功率給定值P ;將無功功率給定值Ql與Q2相加，得到無功功率給定值Q。
[0008]步驟四)對有功功率給定值P與無功功率給定值Q進(jìn)行解算得到儲能單元的有功電流參考值idMf和無功電流參考值i_f。
[0009]步驟五)有功電流參考值idMf與有功電流實際值進(jìn)行比較得到有功電流偏差并經(jīng)過PI5調(diào)節(jié)器得到電壓控制量Vd，無功電流參考值i_f與無功電流實際值進(jìn)行比較得到無功電流偏差并經(jīng)過PI6調(diào)節(jié)器得到電壓控制量V,。
[0010]步驟六)電壓控制量Vd與Vq經(jīng)過Park反變換，得到控制儲能變流器PWM的控制量ua、ub、u。。進(jìn)而控制儲能單元輸出響應(yīng)的有功功率和無功功率。
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步方案是，所述的用于中低壓微電網(wǎng)的儲能并聯(lián)控制方法，其特征在于，由有功功率給定值P與無功功率給定值Q解算有功電流參考值idMf和無功電流參考值i_f的表達(dá)式為:
【權(quán)利要求】
1.一種用于中低壓微電網(wǎng)的儲能并聯(lián)控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一)檢測各儲能單元并網(wǎng)接入點處的頻率f，并與額定頻率fMf進(jìn)行比較得到頻率偏差Λ f ;檢測各儲能單元并網(wǎng)接入點處的電壓U，并與額定電壓Uref進(jìn)行比較得到電壓偏差Δ u ; 步驟二)頻率偏差Λ f經(jīng)過PIl調(diào)節(jié)器得到有功功率給定值Pl，同時該頻率偏差Δ f經(jīng)過PI2調(diào)節(jié)器得到無功功率給定值Ql ；電壓偏差Λ u經(jīng)過ΡΙ3調(diào)節(jié)器得到有功功率給定值Ρ2，同時該電壓偏差A(yù)u經(jīng)過ΡΙ4調(diào)節(jié)器得到無功功率給定值Q2 ； 步驟三)將有功功率給定值Pl與Ρ2相加，得到有功功率給定值P ;將無功功率給定值Ql與Q2相加，得到無功功率給定值Q ； 步驟四)對有功功率給定值P與無功功率給定值Q進(jìn)行解算得到儲能單元的有功電流參考值idMf和無功電流參考值i_f ； 步驟五)有功電流參考值idMf與有功電流實際值進(jìn)行比較得到有功電流偏差并經(jīng)過PI5調(diào)節(jié)器得到電壓控制量Vd，無功電流參考值i_f與無功電流實際值進(jìn)行比較得到無功電流偏差并經(jīng)過PI6調(diào)節(jié)器得到電壓控制量' ； 步驟六)電壓控制量Vd與V,經(jīng)過 Park反變換，得到控制儲能變流器PWM的控制量ua、ub> u。。進(jìn)而控制儲能單元輸出響應(yīng)的有功功率和無功功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的用于中低壓微電網(wǎng)的儲能并聯(lián)控制方法，其特征在于，由有功功率給定值P與無功功率給定值Q解算有功電流參考值idMf和無功電流參考值i_f的
「J5 = I 5(e 1.+ei )表達(dá)式為: ' _其中ed、e(1為電網(wǎng)電壓在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的交直軸分量。
[ρ =-SifImf)
3.一種實施權(quán)利要求1所述的用于中低壓微電網(wǎng)的儲能并聯(lián)控制方法的控制器，其特征在于， 包括: 頻率比較器1，用于將檢測各儲能單元并網(wǎng)接入點處的頻率f與額定頻率fMf進(jìn)行比較，得到頻率偏差Λ f ;以及電壓比較器2，用于將檢測各儲能單元并網(wǎng)接入點處的電壓u與額定電壓進(jìn)行比較，得到電壓偏差A(yù)u。以及: 第一比例積分調(diào)節(jié)器PIl:用于將頻率偏差A(yù)f進(jìn)行調(diào)節(jié)得到有功功率給定值Pl。以及: 第二比例積分調(diào)節(jié)器PI2:同時將該頻率偏差A(yù)f進(jìn)行調(diào)節(jié)得到無功功率給定值Q1。以及 第三比例積分調(diào)節(jié)器PI3:將電壓偏差Λ u進(jìn)行調(diào)節(jié)得到有功功率給定值P2，以及:第四比例積分調(diào)節(jié)器ΡΙ4:同時將該電壓偏差A(yù)u進(jìn)行調(diào)節(jié)得到無功功率給定值Q2。以及: 第一加法器3:將有功功率給定值Pl與Ρ2相加，得到有功功率給定值P ;以及: 第二加法器4:將無功功率給定值Ql與Q2通過相加，得到無功功率給定值Q。以及:參考值求解器5:對有功功率給定值P與無功功率給定值Q進(jìn)行解算，得到儲能單元的有功電流參考值idMf和無功電流參考值i_f。以及: 有功電流比較器6和第五比例積分調(diào)節(jié)器PI5:有功電流比較器6用于將有功電流參考值idMf與有功電流實際值id通過進(jìn)行比較，得到有功電流偏差；并經(jīng)過第五比例積分調(diào)節(jié)器PI5得到電壓控制量vd。以及: 無功電流比較器7和第六比例積分調(diào)節(jié)器PI6:無功電流比較器7用于將無功電流參考值i_f與無功電流實際值進(jìn)行比較，得到無功電流偏差，并經(jīng)過第六比例積分調(diào)節(jié)器PI6得到電壓控制量V,。以及: Park反變換器8:用于將電壓控制量Vd與V,進(jìn)行反變換，得到控制儲能變流器PWM的控制量ua、ub、u。。進(jìn)而控制儲能單元輸出響應(yīng)的有功功率和無功功率。
【文檔編號】H02J3/46GK103490450SQ201310476994
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】邵長青, 王兵 申請人:北京艾科邁新能源科技有限公司