[發(fā)明專利]一種帶蓄電池SOC反饋的虛擬同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810370234.3
• 申請(qǐng)日: 2018-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN108599263A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宸宇;鄭建勇;梅飛;陳虹妃;史明明;袁曉冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司;東南大學(xué);江蘇省電力試驗(yàn)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/42
• 分類號(hào): H02J3/42;H02J3/32;H02J3/38;H02J7/34
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種帶蓄電池SOC反饋的虛擬同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)控制方法，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生功率波動(dòng)時(shí)，通過虛擬同步發(fā)電機(jī)直流側(cè)電壓偏差值對(duì)蓄電池和超級(jí)電容進(jìn)行功率分配，比較蓄電池實(shí)時(shí)SOC與充電上限的關(guān)系，判斷蓄電池所處狀態(tài)，根據(jù)不同狀態(tài)切換儲(chǔ)能側(cè)Boost電路和光伏側(cè)DC/DC電路的工作模式，維持虛擬同步發(fā)電機(jī)直流側(cè)電壓穩(wěn)定。本發(fā)明根據(jù)蓄電池的狀態(tài)切換Boost電路和DC/DC電路的工作模式，維持虛擬同步發(fā)電機(jī)直流側(cè)電壓穩(wěn)定，在系統(tǒng)發(fā)生功率波動(dòng)時(shí)，通過虛擬同步發(fā)電機(jī)直流側(cè)電壓偏差值對(duì)蓄電池和超級(jí)電容進(jìn)行功率分配，維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，避免蓄電池過充，一定程度的延長(zhǎng)儲(chǔ)能的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶蓄電池SOC反饋的虛擬同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)控制方法，屬于電力電子控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著全球能源問題日益嚴(yán)重，分布式發(fā)電受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。作為分布式能源與配電網(wǎng)的紐帶，并網(wǎng)逆變器的功能被深入挖掘。在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，同步發(fā)電機(jī)起著調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率的作用；常規(guī)并網(wǎng)逆變器幾乎沒有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，無法為電網(wǎng)提供必要的電壓和頻率的支撐。借鑒傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，希望在并網(wǎng)逆變器的功率外環(huán)中引入類似于同步發(fā)電機(jī)的電壓和頻率的調(diào)差特性，既能提高含并網(wǎng)逆變器的分布式發(fā)電系統(tǒng)和微電網(wǎng)的運(yùn)行性能，也能方便地將一些傳統(tǒng)電網(wǎng)的運(yùn)行控制策略移植到微電網(wǎng)中。為此，提出了虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)。

虛擬同步發(fā)電機(jī)作為并網(wǎng)逆變器的一種控制方式，通過虛擬慣量和虛擬阻尼模擬同步發(fā)電機(jī)的某些特性。在模擬慣性環(huán)節(jié)時(shí)，需要額外配置一定量的儲(chǔ)能單元。常用的儲(chǔ)能單元有蓄電池、超級(jí)電容等。高能量密度的蓄電池循環(huán)使用壽命較短，高功率密度的超級(jí)電容，所能存儲(chǔ)的能量有限。采用蓄電池和超級(jí)電容組成的混合儲(chǔ)能，可實(shí)現(xiàn)兩種儲(chǔ)能之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

由于分布式電源的間歇性和負(fù)荷的不確定性，系統(tǒng)發(fā)生功率波動(dòng)時(shí)，通過混合儲(chǔ)能的充放電，平抑功率波動(dòng)，維持系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。現(xiàn)有的控制方法，對(duì)功率波動(dòng)在儲(chǔ)能間進(jìn)行分配，但是沒有考慮蓄電池SOC的，而蓄電池作為高能量密度型元件，功率響應(yīng)較慢，不適宜頻繁的充放電，過充會(huì)影響其使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種帶蓄電池SOC反饋的虛擬同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)控制方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種帶蓄電池SOC反饋的虛擬同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)控制方法，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生功率波動(dòng)時(shí)，通過虛擬同步發(fā)電機(jī)直流側(cè)電壓偏差值對(duì)蓄電池和超級(jí)電容進(jìn)行功率分配，比較蓄電池實(shí)時(shí)SOC與充電上限的關(guān)系，判斷蓄電池所處狀態(tài)，根據(jù)不同狀態(tài)切換儲(chǔ)能側(cè)Boost電路和光伏側(cè)DC/DC電路的工作模式，維持虛擬同步發(fā)電機(jī)直流側(cè)電壓穩(wěn)定。

當(dāng)SOC_min<實(shí)時(shí)SOC<SOC_max時(shí)，蓄電池處于正常充放電階段，其中SOC_min和SOC_max為充電上下限；當(dāng)實(shí)時(shí)SOC＝SOC_max時(shí)，蓄電池到達(dá)充電上限階段。

當(dāng)蓄電池處于正常充放電階段，儲(chǔ)能側(cè)Boost電路工作在穩(wěn)壓控制模式，用以維持虛擬同步發(fā)電機(jī)直流側(cè)電壓穩(wěn)定，光伏側(cè)DC/DC電路工作在MPPT模式。

儲(chǔ)能側(cè)Boost電路的穩(wěn)壓控制模式采用傳統(tǒng)雙環(huán)控制。

當(dāng)蓄電池到達(dá)充電上限階段，蓄電池停止充電，光伏側(cè)DC/DC電路由MPPT模式切換至穩(wěn)壓控制模式，用以維持虛擬同步發(fā)電機(jī)直流側(cè)電壓穩(wěn)定。

光伏側(cè)DC/DC電路的穩(wěn)壓控制模式采用傳統(tǒng)雙環(huán)控制。

通過虛擬同步發(fā)電機(jī)直流側(cè)電壓偏差值對(duì)蓄電池和超級(jí)電容進(jìn)行功率分配，即令超級(jí)電容補(bǔ)償高頻功率波動(dòng)，蓄電池補(bǔ)償?shù)皖l功率波動(dòng)。