[發明專利]一種光伏發電微網系統混合儲能控制方法

在審

• 申請號: 201510914926.6
• 申請日: 2015-12-13
• 公開（公告）號: CN106877368A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 姚秋麗
• 申請（專利權）人: 姚秋麗
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38;H02J7/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種光伏發電微網系統，尤其涉及一種光伏發電微網系統混合儲能控制方法。

背景技術

風能、太陽能等可再生能源具有間歇性、隨機性的特點，微電網負荷具有持續波動性。為了保證微電網系統穩定、各發電單元之間功率平衡以及輸出電能質量較好，需要在微電網系統中配置一定容量的儲能裝置，快速調節系統有功、無功功率輸出，抑制微電網系統負荷突變引起的功率波動，改善系統輸出電能質量，提高系統的可靠性和穩定性。

目前，微電網系統儲能裝置的種類有很多。鉛酸蓄電池可滿足可再生能源發電對能量密度的要求，但難以滿足系統動態響應性能要求。超級電容功率密度高，但其能量密度較低。微電網系統中的儲能部分可采用超級電容和蓄電池組成的混合儲能系統。

當儲能單元通過變換器與外部電網連接時，變換器的控制性能直接影響系統直流母線電壓的穩定。對超級電容采用直接功率控制可更好的抑制直流母線電壓波動。

發明內容

為了克服混合儲能方式在光伏發電微網系統應用中的難題，本發明提出一種光伏發電微網系統混合儲能控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：本發明提出了含光伏發電單元的微電網系統并網運行時各儲能單元和直流母線電壓的控制方法。當光伏發電并網系統的能量管理可以采用功率分配型控制方法時，直流母線電壓幅值的穩定受發電單元側控制，通過控制微電源與三相逆變器輸送給電網能量之間的平衡來保持直流母線電壓穩定。

光伏發電微網系統混合儲能控制方法包括雙向DCDC變流器、功率分配和混合儲能控制三個部分。

所述雙向DCDC變流器，蓄電池和超級電容分別通過雙向DC-DC 變流器與直流母線連接。

所述功率分配直流母線電壓平衡由發電單元和儲能單元共同控制。

所述混合儲能控制利用蓄電池和超級電容充放電互補特性平抑負載突變時對直流母線造成的沖擊。

本發明的有益效果是：能夠保證光伏發電微電網系統在并網過程中，快速消除交流側有功功率突變以及直流負載功率突變帶來的影響，保證系統穩定運行且光伏陣列輸出功率最大。采用儲能裝置維持直流母線電壓穩定，使得逆變器能夠按照電網功率需求發出相應的有功功率和無功功率，為并網運行提供了保障。蓄電池和超級電容儲能裝置具有較好的能量互補特點，通過控制蓄電池吸收或釋放低頻功率，超級電容吸收或釋放高頻功率，可以抑制負載突變對直流母線造成的沖擊。

附圖說明

圖1為系統結構圖。

圖2為混合儲能系統圖。

圖3為儲能系統控制圖。

具體實施方式

圖1中，光伏陣列、蓄電池和超級電容通過雙向直流/直流(direct current/direct current，DC/DC)變換器接入150 V直流母線，采用直流/交流(direct current/ alternating current，DC/AC)變流器將直流微電網系統接入交流電網，并對本地負載進行供電。光伏陣列工作在最大功率點跟蹤(maximum power point tracking，MPPT)模式，直流母線上接有直流負載；逆變單元主要由三相逆變器和LC 濾波器組成，實現并網或孤島運行。

圖2中，利用蓄電池和超級電容充放電互補特性平抑負載突變時對直流母線造成的沖擊，蓄電池和超級電容分別通過雙向DC-DC變流器與直流母線連接。其中：U_bat為蓄電池電壓；I_bat為蓄電池輸出電流；L_bat為蓄電池回路電感；U_sc為超級電容電壓；I_sc為超級電容輸出電流；L_sc為超級電容回路電感；C_dc為輸出電容；U_dc為直流母線輸出電壓。

超級電容恒流充電和恒流放電的變流器控制策略與蓄電池完全相同。