[發明專利]一種避免頻繁切換運行模式的離網型光儲柴供電系統及方法

在審

• 申請號: 202110831692.4
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113725848A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 宋政湘;常小強;武晨煜;肖秋瑤;王建華
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J1/12;H02J3/02;H02J3/38;H02J3/32;H02J5/00;H02M5/458
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種避免頻繁切換運行模式的離網型光儲柴供電系統，其特征在于，包括光伏系統、儲能系統、柴油發電機、負載及控制系統；

其中，光伏系統和儲能系統連接在750V的直流母線上，柴油發電機接在三相380V的交流母線上，且交直流母線間通過一個雙向的DC/AC相連；

負載分為交流負載和直流負載，交流負載接到交流母線上，直流負載接到直流母線上；

控制系統用于監視光伏系統、儲能系統、柴油發電機和負載的功率大小，當儲能系統電量不足時，控制柴油發電機啟動并以特定的功率運行。

2.根據權利要求1所述的一種避免頻繁切換運行模式的離網型光儲柴供電系統，其特征在于，光伏系統中的功率變換器采用MPPT控制和限功率控制、儲能系統中的功率變換器PCS采用雙向恒壓控制、雙向DC/AC采用交流側恒壓恒頻控制。

3.根據權利要求1所述的一種避免頻繁切換運行模式的離網型光儲柴供電系統，其特征在于，柴油發電機與微電網之間通過柴油發電機功率變換器連接。

4.根據權利要求3所述的一種避免頻繁切換運行模式的離網型光儲柴供電系統，其特征在于，柴油發電機功率變換器結構上是一個背靠背AC/AC變換器，背靠背AC/AC變換器中靠近柴油發電機側的VSG采用恒壓控制，且電壓等級為650V；背靠背AC/AC變換器中靠近微電網側的VSG采用PQ控制。

5.權利要求1所述一種避免頻繁切換運行模式的離網型光儲柴供電系統的調度方法，其特征在于，

當儲能電池SOC_L≤SOC(t)≤SOC_H時，光伏系統以下簡稱：光伏，以MPPT模式運行，柴油發電機不啟動；

當儲能電池SOC_min≤SOC(t)≤SOC_L時，光伏以MPPT模式運行，獲取光伏未來兩小時的出力預測，并與負荷預測值進行對比，若兩小時內光伏能夠滿足負荷，則柴油發電機不啟動，否則啟動柴油發電機，柴油發電機采用軟接入的方式并網；

當儲能電池SOC_H≤SOC(t)≤SOC_max時，光伏進入限功率模式，柴油發電機不啟動；

其中，SOC(t)為儲能電池的荷電狀態，SOC_L為儲能電池可大功率放電時對應的荷電狀態下限，SOC_H為儲能電池可大功率充電時對應的荷電狀態上限，SOC_min為儲能電池荷電狀態下限，SOC_max為儲能電池荷電狀態上限。

6.根據權利要求5所述的一種避免頻繁切換運行模式的離網型光儲柴供電系統的調度方法，其特征在于，SOC_L取30％，SOC_H取80％。

7.根據權利要求5所述的一種避免頻繁切換運行模式的離網型光儲柴供電系統的調度方法，其特征在于，柴油發電機軟接入并網時，接入前，設置柴油發電機有功和無功功率的初始參考值，有功功率初始參考值設置為柴油發電機額定功率的10％，而無功功率參考值可設置為0；接入后，當SOC≤SOC_H時，柴油發電機并網運行，并網運行期間，當電池充電功率P_{b_c}(t)≤0.5P_bmax時，柴油發電機的有功功率參考值遞增ΔP，即P_ref(t+1)＝P_ref(t)+ΔP，而無功功率參考值直接取為交流無功負荷的大小，即Q_ref(t+1)＝Q_load(t)；當電池充電功率P_{b_c}(t)＞0.5P_bmax時，保持前一時刻的有功參考值不變，而無功參考值仍然取為交流無功負荷的大小，即P_ref(t+1)＝P_ref(t)、Q_ref(t+1)＝Q_load(t)；當SOC＞SOC_H時，柴油發電機采用軟退出的方式退出。

8.根據權利要求7所述的一種避免頻繁切換運行模式的離網型光儲柴供電系統的調度方法，其特征在于，柴油發電機軟退出時，先使柴油發電機功率變換器的有功功率參考值從當前值逐漸減小到0，最后再將柴油發電機關閉。