[發(fā)明專利]一種戶用型能量路由器的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110635927.2
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN113472016B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝路耀;張震;陳怡;張芝鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/48
• 分類號(hào): H02J3/48;H02J3/32;H02J3/24;H02J3/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種戶用型能量路由器的控制方法，首先構(gòu)建戶用型能量路由器，包括為實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)電的光伏電池板，用于削峰填谷的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)以及用戶負(fù)載；然后構(gòu)建能量路由器底層控制策略，包含光伏控制，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制以及逆變器控制，提出了基于虛擬阻抗的虛擬同步機(jī)無縫切換控制，最后根據(jù)能量管理對能量路由器的工作模式進(jìn)行劃分。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對戶級(jí)微電網(wǎng)系統(tǒng)的并網(wǎng)狀態(tài)、離網(wǎng)狀態(tài)，以及并離網(wǎng)的無縫切換過程有效控制，保證家庭用戶在各種狀態(tài)下的安全可靠用電，并在儲(chǔ)能設(shè)備的幫助下能夠保證家庭用戶在電網(wǎng)失電時(shí)依然可以享有照明、影像等設(shè)備的供電服務(wù)，同時(shí)在一次結(jié)構(gòu)上避免了線路的重復(fù)搭建，減少了設(shè)備數(shù)量，節(jié)約了成本和安裝空間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能量路由器設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種戶用型能量路由器的控制方法。

背景技術(shù)

隨著科技的快速發(fā)展，能源的需求越來越大。由于化石能源的日漸枯竭及造成的環(huán)境問題，世界各國確立了發(fā)展新能源的能源戰(zhàn)略。同時(shí)，隨著新能源發(fā)電以及新能源交通工具的發(fā)展，各類型新能源發(fā)電、儲(chǔ)能裝置以及充電樁、電動(dòng)汽車等電力電子型設(shè)備占比不斷上升，給電網(wǎng)的穩(wěn)定帶來了新的挑戰(zhàn)。利用可再生能源的分布式電源可以就近并入低壓配電網(wǎng)，改善電網(wǎng)末端電能質(zhì)量，緩解用電壓力，提高電網(wǎng)抗災(zāi)能力，保證對重要用戶的可靠供電。

但是，我國電力運(yùn)營仍延續(xù)傳統(tǒng)電力特點(diǎn)，其潮流流向仍保持單向運(yùn)行，用戶對電力生產(chǎn)、配送及消費(fèi)等各個(gè)環(huán)節(jié)把控較弱，無法滿足個(gè)性化需求。而且，傳統(tǒng)集中式控制方法很難確保大規(guī)模新能源接入時(shí)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。一方面，光伏、風(fēng)力等新能源發(fā)電設(shè)備出力的隨機(jī)性、波動(dòng)性對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成擾動(dòng)；另一方面，逆變器屬于無轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的靜止元件，分布式能源的大量接入會(huì)造成電力系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量降低，降低了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，為了更好地協(xié)調(diào)和控制以家庭為單位的戶級(jí)微網(wǎng)的能量傳輸，本發(fā)明提供一種戶用型能量路由器的控制方法。本發(fā)明能量路由器包含光伏系統(tǒng)、混合儲(chǔ)能系統(tǒng)、負(fù)荷控制系統(tǒng)和并離網(wǎng)快速開關(guān)四大部分。通過本發(fā)明控制策略，能量路由器能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行、離網(wǎng)運(yùn)行、負(fù)荷投切、并離網(wǎng)無縫切換等功能，具有控制簡單、運(yùn)行高效的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明戶用型能量路由器的系統(tǒng)組成包括：①光伏系統(tǒng)，光伏池板通過DC/DC變換器接入直流母線實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)電；②混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，超級(jí)電容和蓄電池通過兩路獨(dú)立的雙向DC/DC變換器接入直流母線，用于補(bǔ)償分布式電源的隨機(jī)性和波動(dòng)性；③交流負(fù)荷控制系統(tǒng)，直流母線通過DC/AC逆變器連接交流母線，交流母線通過可控開關(guān)連接不同分級(jí)的交流負(fù)荷；④并離網(wǎng)快速開關(guān)，能量路由器的交流母線通過快速開關(guān)與交流電網(wǎng)相連，可實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)的切快速切換。上述光伏系統(tǒng)和混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的輸出直流母線連接端可以并聯(lián)后僅安裝一個(gè)電流傳感器。

一種戶用型能量路由器的控制方法，包括以下步驟；

S1：構(gòu)建能量路由器底層控制策略，包含光伏控制、混合儲(chǔ)能控制以及逆變器控制；

S2：采用一種基于虛擬電阻的預(yù)同步控制，實(shí)現(xiàn)能量路由器并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種工況的無縫切換；

S3：構(gòu)建能量管理策略，將能量路由器劃分為不同工作模式，各模式采取不同的優(yōu)化調(diào)度方法。

進(jìn)一步，所述步驟S1中，能量路由器底層控制策略包括以下控制：

S1-1.光伏控制：其中包含MPPT控制和限功率控制兩種模式，對MPPT控制而言，系統(tǒng)將光伏陣列的輸出電壓穩(wěn)定在最大功率點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)光伏的最大功率輸出；對限功率控制而言，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的限功率值，系統(tǒng)將降低光伏陣列運(yùn)行電壓，使光伏的輸出功率穩(wěn)定在功率限制值；

S1-2.混合儲(chǔ)能控制：混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的輸出電壓參考值包括額定電壓分量、下垂控制分量和二次補(bǔ)償分量三個(gè)部分；