[發明專利]一種基于直流側的光伏儲能電池調頻系統和方法

在審

• 申請號: 201911136164.6
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110829464A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 馬金輝;陳實;黃少雄;李智;李順;趙二保;殷駿
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力有限公司;安徽立卓智能電網科技有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 金宇平

1.一種基于直流側的光伏儲能電池調頻系統，其特征在于，包括控制單元，還包括與光伏電站上各光伏逆變器一一對應的儲能單元；儲能單元包括儲能電池和儲能雙向DC/DC變換器，儲能電池與儲能雙向DC/DC變換器連接；

儲能雙向DC/DC變換器連接對應的光伏逆變器，并連接給對應的光伏逆變器充電的各光伏組件；儲能雙向DC/DC變換器充電狀態下，光伏組件通過儲能雙向DC/DC變換器給儲能電池充電；儲能雙向DC/DC變換器放電狀態下，儲能電池通過儲能雙向DC/DC變換器給光伏逆變器供電；

控制單元分別與各儲能電池、儲能雙向DC/DC變換器和光伏逆變器連接；控制單元用于根據頻率調節目標和各儲能電池狀態控制各光伏逆變器和各儲能雙向DC/DC變換器工作。

2.如權利要求1所述的基于直流側的光伏儲能電池調頻系統，其特征在于，各儲能單元的最大功率大于或等于對應的光伏逆變器的最大過載功率與額定功率之差。

3.如權利要求1所述的基于直流側的光伏儲能電池調頻系統，其特征在于，儲能雙向DC/DC變換器充電狀態下，光伏逆變器的有功出力等于光伏組件的輸出功率與儲能雙向DC/DC變換器充電功率之差；儲能雙向DC/DC變換器放電狀態下，光伏逆變器的有功出力等于光伏組件的輸出功率與儲能雙向DC/DC變換器放電功率之和。

4.一種基于直流側的光伏儲能電池調頻方法，其特征在于，包括：

在光伏電站中，給每一個光伏逆變器配置一套儲能電池，儲能電池通過儲能雙向DC/DC變換器連接對應的光伏逆變器以及用于給對應的光伏逆變器充電的各光伏組件；

在電網發生頻率擾動時，優先通過調節對應的儲能雙向DC/DC變換器的充放電功率，以調整光伏逆變器有功出力。

5.如權利要求4所述的基于直流側的光伏儲能電池調頻方法，其特征在于，獲取頻率調節目標后，根據頻率調節目標和光伏逆變器當前有功出力計算控制目標；如果儲能單元有調節余量，則根據控制目標調整儲能雙向DC/DC變換器工作狀態；如果儲能單元沒有調節余量，則根據控制目標調整光伏逆變器工作狀態。

6.如權利要求5所述的基于直流側的光伏儲能電池調頻方法，其特征在于，

在電網發生高頻擾動時，根據頻率調整目標獲取各光伏逆變器的降頻容量，降頻容量為根據頻率調節目標計算所得理論功率目標；然后獲取降頻容量和光伏逆變器可降容量之間的較小者為控制目標，光伏逆變器可降容量為光伏逆變器當前有功出力與其下限運行閾值之間的差值；如果儲能電池正常充電，則根據控制目標調節儲能雙向DC/DC變換器充電功率；如果儲能電池處于過充狀態，則將儲能雙向DC/DC變換器退出充電狀態，并根據控制目標降低光伏逆變器有功出力；

在電網發生低頻擾動時，根據頻率調整目標獲取各光伏逆變器的升頻容量，升頻容量為根據頻率調節目標計算所得理論功率目標；然后獲取升頻容量與光伏逆變器可增容量之間的較小者為控制目標，光伏逆變器可增容量為光伏逆變器上限運行閾值與其當前有功出力之間的差值；如果儲能電池正常放電，則根據控制目標調節儲能雙向DC/DC變換器放電功率；如果儲能電池處于過放狀態，則將儲能雙向DC/DC變換器退出放電狀態，并閉鎖低頻調控；

下限運行閾值和上限運行閾值均為預設值，且下限運行閾值﹤上限運行閾值。

7.如權利要求6所述的基于直流側的光伏儲能電池調頻方法，其特征在于，2％額定值≦下限運行閾值﹤上限運行閾值≦110％額定值。

8.如權利要求6所述的基于直流側的光伏儲能電池調頻方法，其特征在于，當儲能電池的剩余電量小于預設的最小電荷閾值，則判斷儲能電池處于過放狀態；當儲能電池的剩余電量大于預設的最大電荷閾值，則判斷儲能電池處于過充狀態；最小荷電閾值﹤最大荷電閾值。

9.如權利要求8所述的基于直流側的光伏儲能電池調頻方法，其特征在于，5％額定值≦最小荷電閾值﹤最大荷電閾值≦95％額定值。