[發明專利]一種多類型儲能與光伏聯合優化運行控制方法

在審

• 申請號: 202210218976.0
• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114844089A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 趙靜波;賈勇勇;王大江;徐珂;解兵
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;江蘇省電力試驗研究院有限公司;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J3/30
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 王玉璇

1.一種多類型儲能與光伏聯合優化運行控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、建立多類型儲能系統模型，提出采用能量型儲能和功率型儲能構建本發明的多類型儲能系統，分別對上述儲能進行建模；

步驟2、建立應用于多類型儲能的雙向DC/DC變換器模型，提出飛輪儲能電機側和電網側變換器的控制策略；

步驟3、多類型儲能系統與光伏系統聯合采用交流母線接入式并網，并對并網逆變器進行建模，提出其控制策略；

步驟4、計算光伏與負荷之間形成的不平衡功率，并交由多類型儲能進行平抑。

2.如權利要求1所述的一種多類型儲能與光伏聯合優化運行控制方法，其特征在于，步驟1中所述能量型儲能為蓄電池，所述功率型儲能為超級飛輪和電容。

3.如權利要求2所述的一種多類型儲能與光伏聯合優化運行控制方法，其特征在于，對蓄電池、超級飛輪和電容三種儲能進行建模，分別如下：

蓄電池采用二階RC等效電路模型，公式如下：

其中，U_t是端電壓，E_t是開路電壓，R₀是蓄電池內阻，R₁、R₂是極化電阻，C₁、C₂是極化電容，U₁、U₂分別是R₁、R₂兩端的電壓，SOC是荷電狀態，Q_n是電池容量，Q_e是放出的電量；

超級電容采用串聯RC等效電路模型，公式如下：

其中，U(t)是端電壓，U_c(t)是開路電壓，I是充/放電電流，R_s是超級電容內部熱損失；

飛輪采用永磁同步電機模型，變換器采用兩電平電壓型雙PWM整流器，飛輪能量計算公式如下：

其中，J是飛輪的轉動慣量，ω是角速度，v是線速度。

4.如權利要求1所述的一種多類型儲能與光伏聯合優化運行控制方法，其特征在于，步驟2方法具體如下：

雙向DC/DC變換器控制策略如下：

以控制直流側輸出電壓靜態穩定且動態誤差小為目標，采用電壓電流雙閉環控制，以電壓誤差值作為電壓外環，以外環輸出信號和電感電流作為電流內環控制，給定電壓U_{dc_ref}與測量電壓U_dc做差得到電壓誤差值，再將其作為電壓外環的輸入，經過比例積分調節器后得到電流內環的參考電流I_{dc_ref}，再與實際電流做差得到電流誤差值，經過比例積分調節器之后得到調制波并控制電力電子可控元件的開關；

飛輪儲能電機側和電網測變換器控制策略如下：

電機側采用零d軸控制，飛輪實際轉速與需要跟隨的轉速之差即為轉速的誤差值，再將這一誤差值經過比例積分調節器后得到電流參考值，與實際值形成的電流誤差值經過比例積分調節器得到電壓分量，坐標變換后經SVPWM模塊產生控制信號，逆變器控制信號來調整其可控電力電子元件的導通和截止，最終達到控制轉速的目標，其中解耦算法公式如下：

電網側采用電壓定向矢量控制，通過調節電網側d、q軸的電流以保證直流側輸出的電壓平衡穩定為目標，實現對有功和無功的單獨控制，電壓矢量控制采用電壓電流雙閉環控制，其原理同雙向DC/DC變換器中所述的控制方法，采用比例積分器作為電流的控制器，解耦算法公式如下：

式(4)、(5)中i^*_q、i^*_d均為0，K_gp、K_gi分別為電網側變換器PI控制器的比例、積分參數，K_mp、K_mi分別為電機側變換器PI控制器的比例、積分參數，L_a是飛輪電樞電感，φ_m為飛輪磁鏈，i_{g_d}是電網側電流的d軸分量，i_{g_q}是電網側電流的q軸分量，i_{m_d}是電機側電流的d軸分量，i_{m_q}是電機側電流的q軸分量，u_{g_d}是電網側電壓的d軸分量，u_{g_q}是電網側電壓的q軸分量，ω_r是永磁同步電機轉子轉速。