[發明專利]一種基于光伏和儲能的分布式微網黑啟動控制系統及方法

有效

• 申請號: 201510220232.2
• 申請日: 2015-05-04
• 公開（公告）號: CN104882906B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 張鐘平;周宇昊;張志勇;施行之;王思文;王勇;劉麗麗;鄭夢超;鄭一昂
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙)33209
• 代理人: 張狄峰

1.一種基于光伏和儲能的分布式微網黑啟動控制系統的控制方法，所述基于光伏和儲能的分布式微網黑啟動控制系統包括光伏陣列接口（1）、光伏直流變換器（2）、光伏并網控制器（3）、儲能充電控制器（4）、分布式電源直流電源接口（5）、儲能變流器控制器（6）、蓄電池直流接入控制器（7）、分布式電源交流電源接口（8）、儲能過程控制器（9）、蓄電池（10）、直流供電變換器（11）、蓄電池直流控制器（12）、DC/AC變換器和黑啟動控制系統主機（13），所述光伏陣列接口（1）、光伏直流變換器（2）、DC/AC變換器、光伏并網控制器（3）和交流母線（16）通過電纜依次連接，所述光伏直流變換器（2）、儲能充電控制器（4）和蓄電池（10）通過電纜依次連接，所述蓄電池（10）、儲能變流器控制器（6）、儲能過程控制器（9）和直流母線（17）通過電纜依次連接，所述直流母線（17）、蓄電池直流接入控制器（7）、直流供電變換器（11）、蓄電池直流控制器（12）和蓄電池（10）通過電纜依次連接，1#分布式電源（18）、分布式電源交流電源接口（8）和交流母線（16）通過電纜依次連接，2#分布式電源（19）、分布式電源直流電源接口（5）和直流母線（17）通過電纜依次連接；所述黑啟動控制系統主機（13）通過通信電纜分別和光伏直流變換器（2）、光伏并網控制器（3）、儲能充電控制器（4）、分布式電源直流電源接口（5）、蓄電池直流接入控制器（7）、分布式電源交流電源接口（8）、儲能過程控制器（9）、直流供電變換器（11）和蓄電池直流控制器（12）連接，所述儲能變流器控制器（6）和蓄電池直流控制器（12）通過通信電纜連接，其特征在于：所述控制方法的步驟如下：

A、交流母線系統供電：通過光伏陣列接口（1），光伏直流變換器（2）經過手動合上儲能充電控制器（4）對儲能系統充電，當儲能過程控制器（9）正常啟動時斷開儲能充電控制器（4），儲能系統通過儲能過程控制器（9）為交流母線提供電源，此時儲能過程控制器（9）的運行策略由黑啟動控制系統主機（13）完成，通過黑啟動控制系統主機（13）合上光伏并網控制器（3），光伏并網控制器（3）檢測到交流電網，自動實現光伏并網發電，此時通過黑啟動控制系統主機（13）發命令給儲能過程控制器（9）減少輸出功率以最大限度利用光伏發電部分；

B、直流母線系統供電：模式1，通過光伏直流變換器（2）對儲能系統充電，黑啟動控制系統主機（13）控制充電過程，然后由黑啟動控制系統主機（13）發控制命令至儲能充電控制器（4）和直流供電變換器（11），光伏發電支路切換至直流供電變換器（11）輸出直流運行方式，由儲能系統通過直流供電變換器（11）提供直流電源；模式2，黑啟動控制系統主機（13）檢測到儲能電池組荷電狀態SOC較大，直接控制直流供電變換器（11）輸出直流電源；

C、分布式電源黑啟動：

模式1，在儲能系統SOC不滿足啟動情況下的分布式電源黑啟動過程：當交流母線（16）和直流母線（17）均穩定后，分布式電源可以在滿足輔機和控制系統電源需求情況下實現黑啟動，在給分布式電源黑啟動之前需要通過黑啟動控制系統主機（13）對分布式電源直流電源接口（5）和分布式電源交流電源接口（8）合閘，當儲能系統提供交流母線電源，光伏系統并網發電情況下，黑啟動控制系統主機（13）通過減少儲能過程控制器（9）功率輸出，實現光伏系統MPPT模式最大功率發電，當黑啟動控制系統主機（13）檢測到分布式電源啟動后，斷開儲能過程控制器（9）和儲能變流器控制器（6），實現光伏和分布式電源聯合穩定運行；

模式2，在儲能系統SOC滿足分布式電源黑啟動時，通過手動合上儲能變流器控制器（6），儲能過程控制器（9）設置為自動啟停，儲能過程控制器（9）自動運行后提供交流電源，黑啟動控制系統主機（13）控制儲能過程控制器（9）、分布式電源直流電源接口（5）和分布式電源交流電源接口（8），為分布式電源提供交流和直流電源，實現分布式電源黑啟動；

模式3，如果不具有光伏發電條件，通過對外直流電源接口（15）對儲能系統進行充電，并通過黑啟動控制系統主機（13）自動控制，當儲能電池組荷電狀態SOC滿足分布式電源啟動條件時，作為分布式微網備用啟動系統，當分布式微網失電情況下，手動合上儲能變流器控制器（6），儲能過程控制器（9）設置為自動啟停，儲能過程控制器（9）自動運行后提供交流電源，此時黑啟動控制系統主機（13）運行合上光伏并網控制器（3）進行發電，并降低儲能過程控制器（9）的輸出功率，黑啟動控制系統主機（13）對直流供電變換器（11）進行運行控制，使直流母線電源為分布式電源提供直流啟動控制電源，滿足分布式電源黑啟動條件。