[發明專利]一種交直流兩用儲能功率調節裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201610105200.2
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105576687B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 丁明;吳杰;陳中;朱燦;趙波;張雪松;周金輝
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;國網浙江省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J1/14
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司34101
• 代理人: 陸麗莉,何梅生

技術領域

本發明涉及微網系統中儲能技術領域，更具體來說是一種交直流兩用儲能功率調節裝置及其控制方法。

背景技術

微網作為一種新型能源網絡化供應與管理技術，將分布式發電單元、可再生能源、儲能裝置、負荷、監控保護系統等集成于一體，可有效優化可再生能源運行管理，提高大電網對可再生能源的消納水平。微網按其結構特點可分為交流微網、直流微網和交直流混合微網。其中，交直流混合微網整合交流微網與直流微網的特點，將交流電源與交流負荷并聯于交流母線，將直流電源與直流負荷并聯于直流母線，交直流母線通過逆變器連接以交換能量。

目前電力系統輸配電領域存在交流型分布式發電單元、交流型負荷、交流儲能系統、直流型分布式發電單元、直流型負荷、直流型儲能單元，使用單一的交流微網或直流微網難以滿足電力系統需求，交直流混合微網作為一種兼具兩者優點的網絡結構，能夠很好地適應電力系統的發展需求。

儲能系統是微網的重要部分，其獨特的雙向調節能力使微網的運行具有更大的靈活性和可靠性，對微網的有功/無功平衡、經濟調度、故障支撐以及解并列過程的平滑過渡都具有其他電源不可替代的作用。

目前現有技術大多在交直流混合微網的交流母線和直流母線兩側分別配置儲能系統，并通過相互獨立的功率調節裝置進行能量轉換，運行方式較為單一。交流微網與直流微網間儲能系統中的電能需要通過各自獨立的功率調節裝置和母線互聯逆變器進行能量轉換，一方面降低了電能的利用效率，另一方面降低了電能轉換的響應速度。

發明內容

本發明是為了解決傳統儲能功率調節裝置不能同時滿足交直流電能轉換的問題，提出了一種交直流兩用儲能功率調節裝置及其控制方法，以期能直接與交直流母線連接并靈活實現能量轉換，實現儲能系統的靈活配置與管理，從而可以更加高效的利用電能在交直流母線之間的轉換，提高電能存儲、轉移的效率，更有益于提高交直流混合微網系統的穩定性。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

本發明一種交直流兩用儲能功率調節裝置，是應用于交直流混合微網中，其特點是所述儲能功率調節裝置包括：功率調節主電路和中央控制器單元；

所述功率調節主電路包括3n個級聯H橋單元、3n個儲能單元、交流輸出接口電路和直流輸出接口電路；n≥1；1≤i≤n；

所述3n個級聯H橋單元包括n個a相級聯H橋單元(H_a1～H_an)、n個b相級聯H橋單元(H_b1～H_bn)和n個c相級聯H橋單元(H_c1～H_cn)；

第i個a相級聯H橋單元包括第i個a相全橋逆變器及第i個a相濾波電容(C_ai)；

第i個b相級聯H橋單元包括第i個b相全橋逆變器及第i個b相濾波電容(C_bi)；

第i個c相級聯H橋單元包括第i個c相全橋逆變器及第i個c相濾波電容(C_ci)；

所述3n個儲能單元包括n個a相儲能單元、n個b相儲能單元和n個c相儲能單元；

第i個a相儲能單元包括：第i個a相儲能設備(V_ai)及其串聯的第i個a相直流斷路器(K_DCai)；

第i個b相儲能單元包括：第i個b相儲能設備(V_bi)及其串聯的第i個b相直流斷路器(K_DCbi)；

第i個c相儲能單元包括：第i個c相儲能設備(V_ci)及其串聯的第i個c相直流斷路器(K_DCci)；

所述交流輸出接口電路包括a相交流輸出接口電路、b相交流輸出接口電路和c相交流輸出接口電路；

所述a相交流輸出接口電路包括：a相交流斷路器(K_ACa)及其串聯的a相工頻電感(L_a)；

所述b相交流輸出接口電路包括：b相交流斷路器(K_ACb)及其串聯的b相工頻電感(L_b)；

所述c相交流輸出接口電路包括：c相交流斷路器(K_ACc)及其串聯的c相工頻電感(L_c)；

所述直流輸出接口電路包括第一直流輸出接口電路、第二直流輸出接口電路、第三直流輸出接口電路、第四直流斷路器(K_DC4)以及濾波電容(C_DC)；