[發明專利]一種光儲聯合參與電網一次調頻的協調控制方法

有效

• 申請號: 202110249651.4
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113013896B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 傅質馨;張晶晶;朱俊澎;袁越
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38;H02J3/48;H02J3/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

1.一種光儲聯合參與電網一次調頻的協調控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：分別對光伏發電系統和儲能系統進行建模，獲取到光伏發電系統模型和儲能系統模型；所述光伏發電系統包括光伏陣列、Boost變換器、并網逆變器、濾波器及其控制系統；所述儲能系統包括儲能電池、Buck-Boost變換器、并網逆變器、濾波器及其控制系統；

S2：將光伏通過一種跟隨系統出力及頻率變化的動態可變減載方法參與電網調頻；所述光伏跟隨系統出力及頻率變化的動態可變減載方法為：光伏采用最大功率點跟蹤方式得到最大有功輸出P_mppt，經過可變減載控制并限幅后作為光伏新的有功功率給定，輸出給Boost變換器控制系統；

S3：在協調下垂控制以及正負虛擬慣性控制的基礎下，基于儲能變系數自適應控制策略，采用儲能聯合調頻；

S4：對儲能的容量進行設置，使其可以提供和同步發電機組相匹配的慣性響應，采用光伏可變減載和配置儲能聯合調頻，實現光儲支撐電網一次調頻的協調控制；

所述步驟S1中的光伏發電系統具體為：

光伏陣列輸出的直流電壓V_pv和直流電流I_pv，經最大功率點跟蹤控制器后產生直流電壓參考值V_refmppt，V_refmppt和V_PV的誤差信號經積分后得到光伏輸出有功功率給定P_ref，P_ref和boost變換器高壓側的有功功率P_dc經PI控制后生成占空比d，驅動Boost變換器工作，從而實現光伏陣列的MPPT控制；并網逆變器工作在單位功率因數狀態i_gq^*＝0，光伏陣列經Boost變換器升壓后得到直流電壓U_dc，與電壓參考值U_ref做差后，通過PI控制生成電流內環參考值i_dref，再與采樣所得的實際電流值i_d、i_q做偏差經PI控制器和電流解耦控制后，得到電壓給定u_sq、u_sd，最后經坐標變換后通過脈寬調制后得到并網逆變器的觸發脈沖S_g，從而實現并網逆變器有功無功的解耦控制及并網運行；

所述步驟S1中儲能系統具體為：

儲能系統通過升降壓斬波電路實現儲能的充放電切換；采樣Buck-Boost低壓側的電壓電流V_L、I_L，相乘得到電池功率P_bat；當DC/DC變換器工作在放電模式時，將有功參考給定P_ref與電池功率P_bat進行比較，采用PI控制器進行調節后得到占空比信號D_Boost，和變頻鋸齒波發生器產生的頻率信號一起經插補觸發脈沖生成驅動Boost變換器的脈沖信號G_Boost；當變換器工作在充電模式時，將P_ref取相反數，與電池功率P_bat做差后乘以-1，再進行放電模式下的控制后，得到驅動Buck變換器動作的觸發信號G_Buck。

2.根據權利要求1所述的一種光儲聯合參與電網一次調頻的協調控制方法，其特征在于：所述步驟S2中動態可變減載的控制特性曲線表達式如下：

σ_max％＝K₀×(P_mppt/P_N+Δf/Δf_max) (1)

式中：P_N為光伏系統在標況下的額定有功功率；P_mppt為光伏系統在當前工況的最大有功功率；Δf_max為系統允許的最大頻率偏差；Δf為系統頻率偏差；K₀為初始情況下的減載率；σ_max％為減載率的上限值。