[發明專利]一種直流微電網光伏發電混合儲能系統及控制策略

在審

• 申請號: 202110795335.7
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113541287A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 許媛媛;汪永鑫
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H02J7/35;H02J1/10;H02J1/14;H02J4/00
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 千帆

1.一種直流微電網光伏發電混合儲能系統，其特征在于：所述儲能系統包括超級電容，鋰電池和光伏陣列；所述超級電容通過DC/DC雙向變換器與直流母線相連；所述鋰電池通過另一個DC/DC雙向變換器與直流母線相連；所述光伏陣列通過Boost變換器與直流母線相連；所述直流母線通過DC/AC逆變器和光伏逆變器與交流母線即電網相連。

2.根據權利要求1所述的直流微電網光伏發電混合儲能系統的控制策略，其特征在于：該系統根據所述光伏陣列的輸出進行三次功率分配來降低功率波動對電網的沖擊，所述三次功率分配通過所述光伏陣列，超級電容和鋰電池共同控制，所述三次功率分配分別為：

第一次分配：超級電容和鋰電池根據光伏輸出功率P_PV進行預分配；

第二次分配：超級電容和鋰電池根據各自最優荷電狀態SOC值進行再分配；

第三次分配：超級電容和鋰電池根據自身承受功率限值進行最終分配；

所述儲能系統采用功率外環電流內環的雙閉環控制策略，由所述三次功率分配最終得到的參考功率值與所述儲能元件即超級電容和鋰電池實際功率作差作為功率調節器的輸入，經調制后得到各自的參考電流，再與實際電流作差，經由電流調節器與限幅、PWM調制得到控制開關管通斷的控制信號；同時在控制系統引入比較器來預防所述儲能系統頻繁充放電導致功率值超過儲能元件上限；導通信號VT隨著外界系統變化而定，使能量在所述儲能系統與電網之間雙向流動，即電網能量不足時，所述儲能系統放電；電網能量過剩時，所述儲能系統進行充電。

3.根據權利要求2所述的控制策略，其特征在于：所述第一次分配過程中先使P_PV經過一個截止頻率較高的低通濾波器，可得到高頻的P_PV分量，作為超級電容的參考輸出功率P_sc-ref，再經過一個截止頻率較低的低頻濾波器后，去除掉中頻功率分量，得到低頻的P_PV分量，作為鋰電池的參考輸出功率P_bat-ref；超級電容獲得的預分配功率為：鋰電池獲得的預分配功率為：其中，兩個截止頻率不同的低通濾波器的時間常數分別為T_sc和T_bat。

4.根據權利要求3所述的控制策略，其特征在于：所述第二次分配過程中超級電容的分配功率為：鋰電池的分配功率為：

5.根據權利要求4所述的控制策略，其特征在于：所述第三次分配過程中，以儲能元件的充放電限值作為參考對功率進行限制，所述超級電容和鋰電池的參考分配功率分別為：