一種光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)，包括依次連接的光伏陣列、三相逆變器主電路、濾波電路、電網(wǎng)、雙向DC/DC變換器、采集模塊、MPPT計(jì)算模塊、直流電壓/交流電流雙環(huán)控制模塊、橋臂電壓調(diào)制波生成模塊、電池電流、電池電壓采集模塊、電池直流電流計(jì)算模塊、電池電流閉環(huán)控制模塊、DC/DC變換器調(diào)制波生成模塊?；诒鞠到y(tǒng)的控制方法可以使光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)像傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組一樣參與電網(wǎng)調(diào)頻過程，電網(wǎng)頻率出現(xiàn)異常時(shí)，雙向DC/DC變換器參與調(diào)頻，向電網(wǎng)輸送或吸收功率，降低了單純光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的不利影響，極大地提高了新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的并網(wǎng)適應(yīng)性。
【專利說明】
-種光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法，可實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)工作在并 網(wǎng)工況下，模擬同步發(fā)電機(jī)一次調(diào)頻功能。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著新能源發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，基于電力電子接口的分布式電源在電 力系統(tǒng)的滲透率不斷提升。在傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略中，光伏逆變器正常工作時(shí) 總是根據(jù)最大功率算法(MPPT)向電網(wǎng)輸送從太陽能電池板所獲得的最大功率，當(dāng)電網(wǎng)頻率 發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，由于太陽能電池板出力的限制，傳統(tǒng)光伏逆變器無法響應(yīng)電網(wǎng)頻率的變化，參 與電網(wǎng)的一次調(diào)頻。
[0003] 其次，光伏發(fā)電系統(tǒng)缺乏慣量，不具備短時(shí)過載能力，與此同時(shí)傳統(tǒng)集中式一次能 源逐漸減少，運(yùn)導(dǎo)致電網(wǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量逐漸減小，頻率波動(dòng)變大，尤其是W光伏發(fā)電為主的供 電系統(tǒng)，其能源的間歇性和不可調(diào)度更加劇了電網(wǎng)的頻率波動(dòng)，使得系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性問 題日趨嚴(yán)峻，在電網(wǎng)故障情況下將不能提供短時(shí)功率甚至脫機(jī)，導(dǎo)致電力系統(tǒng)難W獲得足 夠的時(shí)間W恢復(fù)電網(wǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致電網(wǎng)穩(wěn)定性急劇下降。
[0004] 因此，利用儲(chǔ)能裝置和傳統(tǒng)光伏逆變器組建成光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)，并通過采用合 適的控制方案實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)像傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組一樣參與電網(wǎng)調(diào)頻過程，就可W降低 單純光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的不利影響，特別是電網(wǎng)發(fā)生頻率異常事件時(shí)，能有效地為電網(wǎng) 提供必要的有功支撐和慣量阻尼，將極大提高了新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的并網(wǎng)適應(yīng)性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng) 及其控制方法，可實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)工作在并網(wǎng)工況下，模擬同步發(fā)電機(jī)一次調(diào)頻功能，當(dāng) 電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時(shí)，所發(fā)明的光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)向電網(wǎng)輸送或吸收有功功率，向電 網(wǎng)提供有功功率支撐W參與電網(wǎng)一次調(diào)頻，為改善新能源并網(wǎng)裝置的并網(wǎng)適應(yīng)性提供重要 的技術(shù)基礎(chǔ)。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用技術(shù)方案如下：
[0007] -種光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)，包括光伏陣列、Ξ相逆變器主電路、濾波電路、電網(wǎng)、儲(chǔ)能 電池和雙向DC/DC變換器，所述光伏陣列、Ξ相逆變器主電路、濾波電路、電網(wǎng)依次相連，所 述雙向DC/DC變換器連接在儲(chǔ)能電池與Ξ相逆變器主電路之間，其特征在于，還包括：
[0008] 直流電流采集模塊，用于采集光伏陣列輸出的電流；
[0009] 直流電壓采集模塊，用于采集Ξ相逆變器主電路的輸入電壓；
[0010] 交流電流采集模塊，用于采集Ξ相逆變器主電路輸出的電感電流；
[0011] 交流電壓采集模塊，用于采集Ξ相逆變器主電路輸出的逆變器電壓；
[0012] MPPT計(jì)算模塊，根據(jù)直流電流采集模塊輸出的電流、直流電壓采集模塊輸出的電 壓，計(jì)算逆變器直流電壓參考值；
[0013] 直流電壓/交流電流雙環(huán)控制模塊，根據(jù)交流電流采集模塊采集到的電感電流、交 流電壓采集模塊采集到的逆變器電壓和逆變器直流電壓參考值，計(jì)算交流電流參考信號(hào)和 逆變器Ξ相調(diào)制信號(hào)；
[0014] 橋臂電壓調(diào)制波生成模塊，根據(jù)逆變器Ξ相調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)生成逆變器功率 管控制信號(hào)；
[0015] 電池電流采集模塊，用于采集儲(chǔ)能電池輸出的電池電流；
[0016] 電池電壓采集模塊，用于采集儲(chǔ)能電池輸出的電池電壓；
[0017] 電池直流電流計(jì)算模塊，根據(jù)電池電流采集模塊輸出的電池電流、電池電壓采集 模塊輸出的電池電壓、交流電壓采集模塊采集到的逆變器電壓和儲(chǔ)能電池 S0C信號(hào)計(jì)算儲(chǔ) 能電池直流給定值；
[0018] 電池電流閉環(huán)控制模塊，根據(jù)儲(chǔ)能電池直流給定值計(jì)算雙向DC/DC變換器調(diào)制信 號(hào)；
[0019] DC/DC變換器調(diào)制波生成模塊，根據(jù)雙向DC/DC變換器調(diào)制信號(hào)和雙向DC/DC變換 器載波信號(hào)生成雙向DC/DC變換器功率管控制信號(hào)。
[0020] 基于前述的光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括W下步驟：
[0021] A，當(dāng)電網(wǎng)頻率正常時(shí)，采用Ξ相逆變器控制策略，具體步驟如下：
[0022] A1，將直流電流采集模塊輸出的電流、直流電壓采集模塊輸出的電壓，送入MPPT計(jì) 算模塊，計(jì)算逆變器直流電壓參考值Udcref ;
[0023] A2,將交流電流采集模塊采集到的電感電流iABC、交流電壓采集模塊采集到的逆變 器電壓UdABC和逆變器直流電壓參考值Udcref，送入直流電壓/交流電流雙環(huán)控制模塊，直流電 壓/交流電流雙環(huán)控制模塊計(jì)算后輸出逆變器Ξ相調(diào)制信號(hào)VMBC;
[0024] A3,將逆變器Ξ相調(diào)制信號(hào)VMBe和載波信號(hào)V。，送入橋臂電壓調(diào)制波生成模塊，生 成逆變器功率管控制信號(hào)山；
[0025] B，電網(wǎng)頻率出現(xiàn)異常時(shí)，雙向DC/DC變換器參與一次調(diào)頻，當(dāng)實(shí)際電網(wǎng)頻率低于電 網(wǎng)額定頻率fn，且儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)SOC>SOCmin時(shí)，其中SOCmin為儲(chǔ)能電池荷電系數(shù)最小 值，雙向DC/DC變換器根據(jù)儲(chǔ)能電池直流給定值Idcref進(jìn)行閉環(huán)控制，向電網(wǎng)提供有功功率支 撐；當(dāng)實(shí)際電網(wǎng)頻率高于電網(wǎng)額定頻率fn時(shí)，若此時(shí)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)SOC<SOCmax，其中 SOCmax為儲(chǔ)能電池荷電系數(shù)最大值，Ξ相逆變器保持工作在MPPT最大功率跟蹤模式，雙向 DC/DC變換器將吸收光伏陣列輸出的有功功率，W限制光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)輸送到電網(wǎng)的有 功功率;若此時(shí)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)SOC = SOCmax，直接對(duì)Ξ相逆變器采取限功率措施，使其運(yùn) 行于限功率模式，具體步驟如下：
[0026] B1，將電池電流采集模塊輸出的電池電流、電池電壓采集模塊輸出的電池電壓、交 流電壓采集模塊采集到的逆變器電壓UdAbc和儲(chǔ)能電池 S0C信號(hào)，送入電池直流電流計(jì)算模 塊，計(jì)算儲(chǔ)能電池直流給定值。cref;
[0027] B2，將儲(chǔ)能電池直流給定值Idcref,送入電池電流閉環(huán)控制模塊，計(jì)算雙向DC/DC變 換器調(diào)制is號(hào)Vmdc ;
[002引 B3，將雙向DC/DC變換器調(diào)制信號(hào)vmdc和雙向DC/DC變換器載波信號(hào)vcdc，送入DC/DC 變換器調(diào)制波生成模塊，生成雙向DC/DC變換器功率管控制信號(hào)cb。
[0029]前述的光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述步驟B1中電池直流電流 計(jì)算模塊計(jì)算儲(chǔ)能電池直流給定值Idtref時(shí)，通過如下公式計(jì)算：
[0030]
[003。 其中，k = fn-fgmin，fg為利用所測(cè)量的逆變器電壓UoABC所獲得的實(shí)際電網(wǎng)頻率，fgmin 為設(shè)定電網(wǎng)頻率下限，fn為電網(wǎng)額定頻率，^為電網(wǎng)頻率變化率，Pmax為雙向DC/DC變換器 M. 輸出最大功率，Vd。為儲(chǔ)能電池電壓，J為虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
[0032]前述的光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述步驟A2中將交流電流采 集模塊采集到的電感電流iABC、交流電壓采集模塊采集到的逆變器電壓UdABC和逆變器直流 電壓參考值Udcref，送入直流電壓/交流電流雙環(huán)控制模塊，計(jì)算逆變器立相調(diào)制信號(hào)VMBC， 通過如下公式計(jì)算：
[00對(duì)其中，Idref為交流電流d軸電流參考信號(hào)，kp為電流環(huán)調(diào)節(jié)器比例系數(shù)，ki電流環(huán)調(diào) 節(jié)器積分系數(shù)，Udc為逆變器直流母線反饋電壓，irefABC為交流電流參考信號(hào)。
[0036] 本發(fā)明具有W下的有益效果：
[0037] 本發(fā)明的光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方法，可W使光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)像傳統(tǒng)發(fā)電 機(jī)組一樣參與電網(wǎng)調(diào)頻過程，在電網(wǎng)頻率正常時(shí)，采用Ξ相逆變器控制策略，雙向DC/DC變 換器不參與調(diào)頻，電網(wǎng)頻率出現(xiàn)異常時(shí)，雙向DC/DC變換器參與調(diào)頻，向電網(wǎng)輸送或吸收功 率，降低了單純光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的不利影響，極大地提高了新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的并網(wǎng)適 應(yīng)性。
【附圖說明】
[0038] 圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0039] 圖2是電網(wǎng)電壓頻率突變仿真波形。
[0040] 圖3是在電網(wǎng)電壓頻率突變時(shí)，雙向DC/DC變換器參與一次調(diào)頻時(shí)逆變器Ξ相電流 仿真波形。
[0041]
【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。W下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能W此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0043] -種光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)，如圖1所示，包括光伏陣列、Ξ相逆變器主電路、濾波電 路、電網(wǎng)、儲(chǔ)能電池和雙向DC/DC變換器，光伏陣列、立相逆變器主電路、濾波電路、電網(wǎng)依次 相連，所述雙向DC/DC變換器連接在儲(chǔ)能電池與Ξ相逆變器主電路之間，還包括:直流電流 采集模塊2、直流電壓采集模塊3、交流電流采集模塊4、交流電壓采集模塊5、MPPT計(jì)算模塊 6、直流電壓/交流電流雙環(huán)控制模塊7、橋臂電壓調(diào)制波生成模塊8、電池電流采集模塊9、電 池電壓采集模塊10、電池直流電流計(jì)算模塊11、電池電流閉環(huán)控制模塊12、DC/DC變換器調(diào) 制波生成模塊13。
[0044] 直流電流采集模塊2，用于采集光伏陣列輸出的電流；
[0045] 直流電壓采集模塊3,用于采集Ξ相逆變器主電路的輸入電壓；
[0046] 交流電流采集模塊4,用于采集Ξ相逆變器主電路輸出的電感電流；
[0047] 交流電壓采集模塊5,用于采集Ξ相逆變器主電路輸出的逆變器電壓；
[0048] MPPT計(jì)算模塊6,根據(jù)直流電流采集模塊2輸出的電流、直流電壓采集模塊3輸出的 電壓，計(jì)算逆變器直流電壓參考值；
[0049] 直流電壓/交流電流雙環(huán)控制模塊7，根據(jù)交流電流采集模塊4采集到的電感電流、 交流電壓采集模塊5采集到的逆變器電壓和逆變器直流電壓參考值，計(jì)算交流電流電流參 考信號(hào)和逆變器Ξ相調(diào)制信號(hào)；
[0050] 橋臂電壓調(diào)制波生成模塊8,根據(jù)逆變器Ξ相調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)生成逆變器功 率管控制信號(hào)；
[0051] 電池電流采集模塊9,用于采集儲(chǔ)能電池輸出的電池電流；
[0052] 電池電壓采集模塊10,用于采集儲(chǔ)能電池輸出的電池電壓；
[0053] 電池直流電流計(jì)算模塊11，根據(jù)電池電流采集模塊9輸出的電池電流、電池電壓采 集模塊10輸出的電池電壓、交流電壓采集模塊5采集到的逆變器電壓和儲(chǔ)能電池 S0C信號(hào)計(jì) 算儲(chǔ)能電池直流給定值；
[0054] 電池電流閉環(huán)控制模塊12，根據(jù)儲(chǔ)能電池直流給定值計(jì)算雙向DC/DC變換器調(diào)制 信號(hào)；
[0055] DC/DC變換器調(diào)制波生成模塊13,根據(jù)雙向DC/DC變換器調(diào)制信號(hào)和雙向DC/DC變 換器載波信號(hào)生成雙向DC/DC變換器功率管控制信號(hào)。
[0056] 基于上述的光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，包括W下步驟：
[0057] A，當(dāng)電網(wǎng)頻率正常時(shí)，采用Ξ相逆變器控制策略，具體步驟如下：
[0058] A1，將直流電流采集模塊2輸出的電流、直流電壓采集模塊3輸出的電壓，送入MPPT 計(jì)算模塊6，計(jì)算逆變器直流電壓參考值Udcref ;
[0059] A2,將交流電流采集模塊4采集到的電感電流iABC、交流電壓采集模塊5采集到的逆 變器電壓UoABC和逆變器直流電壓參考值Udcref，送入直流電壓/交流電流雙環(huán)控制模塊7計(jì)算 后輸出逆變器Ξ相調(diào)制信號(hào)VMBC;
[0060] A3,將逆變器Ξ相調(diào)制信號(hào)VMBe和載波信號(hào)V。，送入橋臂電壓調(diào)制波生成模塊8,生 成逆變器功率管控制信號(hào)山；
[0061] B，電網(wǎng)頻率出現(xiàn)異常時(shí)，雙向DC/DC變換器參與一次調(diào)頻，當(dāng)實(shí)際電網(wǎng)頻率低于電 網(wǎng)額定頻率fn，且儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)S0C > SOCmin時(shí)，其中SOCmin為儲(chǔ)能電池荷電系數(shù)最小 值，雙向DC/DC變換器根據(jù)儲(chǔ)能電池直流給定值Idcref進(jìn)行閉環(huán)控制，向電網(wǎng)提供有功功率支 撐；當(dāng)實(shí)際電網(wǎng)頻率高于電網(wǎng)額定頻率fn時(shí)，若此時(shí)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)SOC<SOCmax，其中 SOCmax為儲(chǔ)能電池荷電系數(shù)最大值，Ξ相逆變器保持工作在MPPT最大功率跟蹤模式，雙向 DC/DC變換器將吸收光伏陣列輸出的有功功率，W限制光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)輸送到電網(wǎng)的有 功功率;若此時(shí)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)SOC = SOCmax，直接對(duì)Ξ相逆變器采取限功率措施，使其運(yùn) 行于限功率模式，
[0062] 具體步驟如下：
[0063] B1，將電池電流采集模塊9輸出的電池電流、電池電壓采集模塊10輸出的電池電 壓、交流電壓采集模塊5采集到的逆變器電壓UdAbc和儲(chǔ)能電池 S0C信號(hào)，送入電池直流電流 計(jì)算模塊11，計(jì)算儲(chǔ)能電池直流給定值Idcref ;
[0064] B2，將儲(chǔ)能電池直流給定值I daef，送入電池電流閉環(huán)控制模塊12，計(jì)算雙向DC/DC 變換器調(diào)制信號(hào)Vmdc;
[0065] B3，將雙向DC/DC變換器調(diào)制信號(hào)vmdc和雙向DC/DC變換器載波信號(hào)vcdc，送入DC/DC 變換器調(diào)制波生成模塊13,生成雙向DC/DC變換器功率管控制信號(hào)cb。
[0066] 步驟B1中，電池直流電流計(jì)算模塊11計(jì)算儲(chǔ)能電池直流給定值Idcref時(shí)，通過如下 公式計(jì)算：
[0067]
[006引其中，k = fn-fgmin，fg為利用所測(cè)量的逆變器電壓UoABC所獲得的實(shí)際電網(wǎng)頻率，fgmin Af. 為設(shè)定電網(wǎng)頻率下限，fn為電網(wǎng)額定頻率，一^為電網(wǎng)頻率變化率，Pmax為雙向DC/DC變換器 At 輸出最大功率，Vd。為儲(chǔ)能電池電壓，J為虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
[0069]步驟A2中，將交流電流采集模塊4采集到的電感電流iABC、交流電壓采集模塊5采集 到的逆變器電壓UoABC和逆變器直流電壓參考值Udcref，送入直流電壓/交流電流雙環(huán)控制模 塊7,計(jì)算逆變器Ξ相調(diào)制信號(hào)VMBe，通過如下公式計(jì)算：
[0072] 其中，Idref為交流電流d軸電流參考信號(hào)，kp為電流環(huán)調(diào)節(jié)器比例系數(shù)，ki電流環(huán)調(diào) 節(jié)器積分系數(shù)，Udc為逆變器直流母線反饋電壓，irefABC為交流電流參考信號(hào)。
[0073] 為說明本發(fā)明的正確性和可行性，對(duì)所提出的一種光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)及其控制方 法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，其中仿真參數(shù)為:光伏陣列開路電壓761.6V，短路電流912.8A，光照強(qiáng) 度為1000，溫度25度時(shí)最大功率點(diǎn)電壓610V，變流器輸出濾波電感L均為0.15mH，輸出濾波 電容C均為2(Κ)μΡ(Ξ角型連接），雙向DC/DC變換器儲(chǔ)能電池電壓500V。
[0074] (1)圖2是電網(wǎng)電壓頻率突變仿真波形：圖中，2s時(shí)，電網(wǎng)電壓頻率由50化突變至 49.甜Z;
[0075] (2)圖3是在電網(wǎng)電壓頻率突變時(shí)，雙向DC/DC變換器參與一次調(diào)頻時(shí)逆變器Ξ相 電流仿真波形，2s時(shí)雙向DC/DC變換器參與一次調(diào)頻后逆變器輸出電流增加；
[0076] 圖2圖3給出的仿真波形顯示，針對(duì)電網(wǎng)頻率波動(dòng)，雙向DC/DC變換器能夠參與一次 調(diào)頻，輸出一定有功功率支撐電網(wǎng)頻率。
[0077]
[0078] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可w做出若干改進(jìn)和變形，運(yùn)些改進(jìn)和變形 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)，包括光伏陣列、三相逆變器主電路、濾波電路、電網(wǎng)、儲(chǔ)能電 池和雙向DC/DC變換器，所述光伏陣列、三相逆變器主電路、濾波電路、電網(wǎng)依次相連，所述 雙向DC/DC變換器連接在儲(chǔ)能電池與三相逆變器主電路之間，其特征在于，還包括： 直流電流采集模塊(2)，用于采集光伏陣列輸出的電流； 直流電壓采集模塊(3)，用于采集三相逆變器主電路的輸入電壓； 交流電流采集模塊(4)，用于采集三相逆變器主電路輸出的電感電流； 交流電壓采集模塊(5)，用于采集三相逆變器主電路輸出的逆變器電壓； MPPT計(jì)算模塊(6)，根據(jù)直流電流采集模塊(2)輸出的電流、直流電壓采集模塊(3)輸出 的電壓，計(jì)算逆變器直流電壓參考值； 直流電壓/交流電流雙環(huán)控制模塊(7 )，根據(jù)交流電流采集模塊(4)采集到的電感電流、 交流電壓采集模塊(5)采集到的逆變器電壓和逆變器直流電壓參考值，計(jì)算交流電流參考 信號(hào)和逆變器三相調(diào)制信號(hào)； 橋臂電壓調(diào)制波生成模塊(8)，根據(jù)逆變器三相調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)生成逆變器功率 管控制信號(hào)； 電池電流采集模塊(9)，用于采集儲(chǔ)能電池輸出的電池電流； 電池電壓采集模塊(10)，用于采集儲(chǔ)能電池輸出的電池電壓； 電池直流電流計(jì)算模塊（11 )，根據(jù)電池電流采集模塊(9)輸出的電池電流、電池電壓采 集模塊(10)輸出的電池電壓、交流電壓采集模塊(5)采集到的逆變器電壓和儲(chǔ)能電池SOC信 號(hào)計(jì)算儲(chǔ)能電池直流給定值； 電池電流閉環(huán)控制模塊（12 )，根據(jù)儲(chǔ)能電池直流給定值計(jì)算雙向DC/DC變換器調(diào)制信 號(hào)； DC/DC變換器調(diào)制波生成模塊（13)，根據(jù)雙向DC/DC變換器調(diào)制信號(hào)和雙向DC/DC變換 器載波信號(hào)生成雙向DC/DC變換器功率管控制信號(hào)。2. 基于權(quán)利要求1所述的光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟： A，當(dāng)電網(wǎng)頻率正常時(shí)，采用三相逆變器控制策略，具體步驟如下： A1，將直流電流采集模塊(2)輸出的電流、直流電壓采集模塊(3)輸出的電壓，送入MPPT 計(jì)算模塊(6)，計(jì)算逆變器直流電壓參考值Umf; A2，將交流電流采集模塊(4)采集到的電感電流i ABC、交流電壓采集模塊(5)采集到的逆 變器電壓11。皿和逆變器直流電壓參考值Umf，送入直流電壓/交流電流雙環(huán)控制模塊(7)， 直流電壓/交流電流雙環(huán)控制模塊(7)計(jì)算后輸出逆變器三相調(diào)制信號(hào) VmABC; A3,將逆變器三相調(diào)制信號(hào)VmABe和載波信號(hào)v。，送入橋臂電壓調(diào)制波生成模塊(8)，生成 逆變器功率管控制信號(hào)d1; B，電網(wǎng)頻率出現(xiàn)異常時(shí)，雙向DC/DC變換器參與一次調(diào)頻，當(dāng)實(shí)際電網(wǎng)頻率低于電網(wǎng)額 定頻率fn，且儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)S0C>S0Cmin時(shí)，其中 S0Cmin為儲(chǔ)能電池荷電系數(shù)最小值，雙 向DC/DC變換器根據(jù)儲(chǔ)能電池直流給定值Idcref進(jìn)行閉環(huán)控制，向電網(wǎng)提供有功功率支撐;當(dāng) 實(shí)際電網(wǎng)頻率高于電網(wǎng)額定頻率匕時(shí)，若此時(shí)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài) S0C<S0Cmax，其中S0Cmax為 儲(chǔ)能電池荷電系數(shù)最大值，三相逆變器保持工作在MPPT最大功率跟蹤模式，雙向DC/DC變換 器將吸收光伏陣列輸出的有功功率，以限制光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)輸送到電網(wǎng)的有功功率;若 此時(shí)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)s 〇c = s〇Cmax，直接對(duì)三相逆變器采取限功率措施，使其運(yùn)行于限功 率模式，具體步驟如下： B1，將電池電流采集模塊(9)輸出的電池電流、電池電壓采集模塊（10)輸出的電池電 壓、交流電壓采集模塊(5)采集到的逆變器電壓UoABC和儲(chǔ)能電池SOC信號(hào)，送入電池直流電 流計(jì)算模塊(11)，計(jì)算儲(chǔ)能電池直流給定值Idcrrf; B2，將儲(chǔ)能電池直流給定值I，送入電池電流閉環(huán)控制模塊（12)，計(jì)算雙向DC/DC變 換器調(diào)制信號(hào) B3,將雙向DC/DC變換器調(diào)制信號(hào)vmdc和雙向DC/DC變換器載波信號(hào)Vcdc，送入DC/DC變換 器調(diào)制波生成模塊(13)，生成雙向DC/DC變換器功率管控制信號(hào)d2。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述步驟B1中電 池直流電流計(jì)算模塊(11)計(jì)算儲(chǔ)能電池直流給定值Idcrrf時(shí)，通過如下公式計(jì)算：其中，k = f n-f gmin，f g為利用所測(cè)量的逆變器電壓UoABC所獲得的實(shí)際電網(wǎng)頻率，f gmin為設(shè) 定電網(wǎng)頻率下限，fn為電網(wǎng)額定頻率，I為電網(wǎng)頻率變化率，Pmax為雙向DC/DC變換器輸出 A( 最大功率，Vd。為儲(chǔ)能電池電壓，J為虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光儲(chǔ)聯(lián)合并網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述步驟A2中將 交流電流采集模塊(4)采集到的電感電流i ABC、交流電壓采集模塊(5)采集到的逆變器電壓 UoABC和逆變器直流電壓參考值Umf，送入直流電壓/交流電流雙環(huán)控制模塊(7)，計(jì)算逆變 器三相調(diào)制信號(hào)^^%，通過如下公式計(jì)算：其中，Idref為交流電流d軸電流參考信號(hào)，kP為電流環(huán)調(diào)節(jié)器比例系數(shù)，ki電流環(huán)調(diào)節(jié)器 積分系數(shù)，Ud。為逆變器直流母線反饋電壓，irefABC為交流電流參考信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK105870953SQ201610202607
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】鄭玉平, 王偉, 韋徵, 茹心芹, 王彤, 宋飛, 姬秋華, 馬崇, 于建成, 盧欣
【申請(qǐng)人】國家電網(wǎng)公司, 南京南瑞太陽能科技有限公司, 國電南瑞科技股份有限公司, 國網(wǎng)天津市電力公司