[發(fā)明專利]一種多端口能量路由器多模態(tài)下的協(xié)調(diào)控制策略

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911188421.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN110867897B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇適;陸海;羅恩博;楊洲;李翔;楊洋;張旭東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院;云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司大理供電局
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/32;G05F1/67
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本發(fā)明公開了一種多端口能量路由器多模態(tài)協(xié)調(diào)控制策略。多端口能量路由器實(shí)質(zhì)是一種基于電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)展的新型電能變換裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)水電、太陽能等新能源的輸送與消納功能。能量路由器共有四個(gè)連接端口，含水電端口、光伏端口、儲(chǔ)能端口和并網(wǎng)端口。四個(gè)端口協(xié)同運(yùn)行，上層能量管理系統(tǒng)采用多模態(tài)協(xié)調(diào)控制策略，對(duì)各個(gè)端口下發(fā)指令，各端口接受并執(zhí)行指令，實(shí)現(xiàn)由水電端口和光伏端口向能量路由器輸送能量，并網(wǎng)端口將能量輸出至電網(wǎng)，儲(chǔ)能端口輸出功率視功率差值而定維持系統(tǒng)平衡的功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電能變換領(lǐng)域，特別涉及一種多端口能量路由器多模態(tài)下的協(xié)調(diào)控制策略。

背景技術(shù)

隨著全球化石能源短缺和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，新能源發(fā)電技術(shù)的日益提升，全球?qū)π履茉吹闹匾暢潭戎饾u提高。傳統(tǒng)的火力發(fā)電的方式憑借可靠、易行的特點(diǎn)，在發(fā)電系統(tǒng)中占比較大。但火力發(fā)電的方式電能轉(zhuǎn)化效率較低，并且對(duì)環(huán)境的污染程度較大。隨著社會(huì)對(duì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和環(huán)境重視程度的提升，對(duì)環(huán)境友好的可再生能源逐漸出現(xiàn)在人類的視野里。相較于煤、石油、天然氣等化石能源，風(fēng)能、太陽能等可再生能源更為清潔，且可再生能源有極大的儲(chǔ)備，可以很好的緩解社會(huì)的能源不足的問題。而儲(chǔ)能技術(shù)和新能源發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的、單一的集中式發(fā)電逐漸開始向分布式與集中式并存的發(fā)電方式轉(zhuǎn)變，電能的單向流動(dòng)方式也漸漸變?yōu)槎嘞蛄鲃?dòng)方式。但新能源具有間歇性、隨機(jī)性和地理分散性等缺點(diǎn)，在將單個(gè)新能源發(fā)電并入電網(wǎng)時(shí)，可能出現(xiàn)用戶側(cè)用電量增加，接入的新能源輸送功率不足的情況；也可能出現(xiàn)用戶側(cè)用電量減小，電網(wǎng)輸送的電能無法被利用的情況，而接入的新能源無法實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)。為解決這些問題，能量路由器這一概念應(yīng)運(yùn)而生，所謂能量路由器，即實(shí)現(xiàn)能量多端口接入，能量雙向流動(dòng)或多向流動(dòng)，提供交直流接口和調(diào)壓功能等。國內(nèi)外對(duì)于能量路由器裝置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究較多，并取得了一定的研究成果。

發(fā)明內(nèi)容

為了實(shí)現(xiàn)能量路由器的高效正常投運(yùn)，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種多端口能量路由器多模態(tài)下的協(xié)調(diào)控制策略。

一種多端口能量路由器多模態(tài)下的協(xié)調(diào)控制策略，包含以下步驟：

步驟1：狀態(tài)信息判斷

本發(fā)明提出的多模態(tài)協(xié)調(diào)控制策略針對(duì)不同模態(tài)，首先根據(jù)儲(chǔ)能電池SOC值判斷當(dāng)前電池狀態(tài)，當(dāng)SOC值大于0.8時(shí)，電池處于可放電不可充電狀態(tài)，當(dāng)SOC值小于0.2時(shí)間，電池處于可充電不可放電狀態(tài)，當(dāng)SOC值處于0.2至0.8之間，電池處于即可充電也可放電狀態(tài)；其次，判斷光伏端口最大輸出功率是否滿足上層功率指令的需求。

步驟2：多模態(tài)控制策略

針對(duì)能量路由器多種模態(tài)下的控制策略，具體表現(xiàn)為(并網(wǎng)端口逆變器始終保持PQ控制策略)：

模態(tài)一：若光伏發(fā)電系統(tǒng)保持在最大功率追蹤模態(tài)，卻仍無法滿足上層功率指令P₁的需求，且儲(chǔ)能系統(tǒng)處于放電下限，此時(shí)小水電輸出功率以滿足功率指令需求；則此時(shí)設(shè)定光伏端口保持MPPT模式，最大功率輸出P_PV，水電端口采用恒直流母線電壓控制模式，功率輸出為P₁-P_PV；

模態(tài)二：若光伏發(fā)電系統(tǒng)保持在最大功率追蹤模態(tài)，輸出功率大于上層功率指令P₁的需求，且儲(chǔ)能系統(tǒng)處于放電下限，此時(shí)對(duì)儲(chǔ)能單元進(jìn)行充電操作，小水電輸出功率視各功率差值而定維持系統(tǒng)平衡；則此時(shí)設(shè)定光伏端口保持MPPT模式，最大功率輸出P_PV，儲(chǔ)能端口保持恒功率充電模式，充電功率P_s，水電端口采用恒直流母線電壓控制模式，功率輸出為P_s+P₁-P_PV；