[發明專利]基于對混合儲能系統控制的保障微電網電能質量的方法

在審

• 申請號: 202011211183.3
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112165113A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 李德鑫;呂項羽;王佳蕊;張海鋒;張家郡;莊冠群;劉暢;姜棟瀟;張宗寶;蔡超豪;郭權利;趙志剛;靳龍飛
• 申請（專利權）人: 國網吉林省電力有限公司電力科學研究院;吉林省電力科學研究院有限公司;沈陽工程學院
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38;H02J3/50;H02J7/35
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 邵明新

本發明涉及電能質量技術領域，尤其涉及一種基于對混合儲能系統控制的保障微電網電能質量的方法。通過對儲能電流器的控制可以實現根據微電網系統功率的平衡情況釋放電能或吸收電能，并具有良好的響應速度。包括以下步驟：步驟1、采用能量型鋅溴液流電池及功率型鈦酸鋰電池的混合儲能方式，實現了光儲微電網電壓的動態調節；步驟2、采用對儲能系統的DC/AC變流器和DC/DC變流器的兩級控制策略應用于微電網并網運行；步驟3、采用對儲能系統的改進下垂無差調頻控制方法應用于該微電網的離網運行控制。

技術領域

本發明涉及電能質量技術領域，尤其涉及一種基于對混合儲能系統控制的保障微電網電能質量的方法。

背景技術

微電網規模較小但運行方式靈活，是對大電網很好的補充，并且能夠提高太陽能等新能源的利用率，具有良好的經濟和社會價值，但由于光照、風速的間接性和隨機性，光伏和風力發電機組直接接入電網時往往會帶來電能質量問題，影響電網供電的穩定性。

電網的電壓暫降(電壓跌落)、電壓驟升對敏感用戶的影響較大，是微電網主要的電能質量問題，電壓跌落值時電壓有效值可降落至額定值的10％～90％，且持續時間為工頻半個周期到1min。當與微電網連接的電力系統發生短路故障而故障沒有被及時切除情況下，微電網可能發生電壓暫降，當微電網內有大容量負載(尤其電動機)投切等原因也可能引起電壓暫降或暫升。

微電網中的非線性負荷也是微電網電流諧波的重要來源，微電網內光伏逆變器、儲能變流器等電力電子接口會也產生諧波，所以微電網內諧波問題是尤為突出的電能質量問題，一般5、7次諧波占諧波的主要成分，對諧波應采取有效的治理方法。

微電網電能質量問題還包括微電網系統的頻率波動、電壓偏差等方面。如何提高對微電網內敏感負荷的供電質量是目前微電網研究要解決的重點問題之一。

發明內容

本發明就是針對現有技術存在的缺陷，提供一種基于對混合儲能系統控制的保障微電網電能質量的方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，包括以下步驟：

步驟1、采用能量型鋅溴液流電池及功率型鈦酸鋰電池的混合儲能方式，實現了光儲微電網電壓的動態調節；

步驟2、采用對儲能系統的DC/AC變流器和DC/DC變流器的兩級控制策略應用于微電網并網運行；

步驟3、采用對儲能系統的改進下垂無差調頻控制方法應用于該微電網的離網運行控制。

進一步地，采用能量型鋅溴液流電池和功率型鈦酸鋰電池分別經電壓型雙向DC/DC變流器可控升壓至700V接直流母線，再經電壓型雙向DC/AC可控變流器輸出400V交流電壓接交流母線。

進一步地，DC/DC變流器用于對直流母線提供穩定的直流電壓支持，也控制儲能設備與直流母線的功率交換，使控制儲能設備的充電或放電。(其中對兩個DC/DC變流器控制應相互協調，使兩種不同特性的儲能電池充分發揮自己的優點。)

進一步地，DC/AC可控變流器是控制微電網儲能系統與微電網交流母線之間的功率傳輸，通過控制策略，實現儲能系統與光伏等微電源預期的能量交換方式以及微電網與大電網之間的預期的能量交換方式。

進一步地，對混合儲能系統的DC/DC變流器控制中，采用了基于功率波動性質的分配方法協調控制方法，采用低通濾波率分配方法，將功率偏差積分信號分成兩部分指令信號，其中的低頻指令信號部分用于鋅溴液流電池的控制回路，控制PWM1、PWM2發出脈寬調制脈沖，分別控制鋅溴液流電池的充、放電；另一部分信號是輸入信號減去低頻信號，看作高頻指令信號，用于鈦酸鋰電池的控制回路，控制PWM3、PWM4發出脈寬調制脈沖，分別控制鈦酸鋰電池的充、放電。