[發(fā)明專利]一種風光儲微電網(wǎng)的并離網(wǎng)平滑切換控制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210585036.5
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN115065090A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設計）人: 王一凡;趙俊平;丁佳飛;王雷
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇益邦電力科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J7/35;H02J7/34;H02M3/04;H02M7/44;H02M7/04
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 上官鳳棲

本發(fā)明提出了一種風光儲微電網(wǎng)的并離網(wǎng)平滑切換控制方法及系統(tǒng)，光伏并網(wǎng)逆變器部分采用雙級式結(jié)構(gòu)，前級DCDC變換器采用BOOST電路，與MPPT算法共同實現(xiàn)最大功率點跟蹤。風力發(fā)電部分采用永磁直驅(qū)式風力發(fā)電模型，永磁同步發(fā)電機發(fā)出的交流電先整流，再經(jīng)過DCDC電路然后進行并網(wǎng)，DCDC電路同樣采取BOOST升壓電路。蓄電池部分采用基于下垂控制的并網(wǎng)逆變器，與風光并聯(lián)實現(xiàn)能量互補。光伏和風力的逆變器均采用基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制，用來穩(wěn)定直流側(cè)電壓。針對風光儲并離網(wǎng)切換沖擊電流較大的問題，本發(fā)明采用基于單鎖相環(huán)的預同步方法，來實現(xiàn)平滑并離網(wǎng)切換。仿真表明，本發(fā)明在孤島、并網(wǎng)下均可以穩(wěn)定運行并實現(xiàn)互補，且實現(xiàn)了并離網(wǎng)的平滑切換。

技術領域

本發(fā)明屬于供電技術領域，具體涉及一種風光儲微電網(wǎng)的并離網(wǎng)平滑切換控制方法及系 統(tǒng)。

背景技術

隨著傳統(tǒng)煤和石油等不可再生資源日益匱乏，人類迫切需要找到新的能源以代替?zhèn)鹘y(tǒng) 能源。風能和光能具有取之不盡、用之不竭的優(yōu)點，而且不會給環(huán)境以及生態(tài)帶來污染和 破壞。但以風光為主的分布式能源具有各地分布不均勻的特點，而且存在風光不穩(wěn)定的現(xiàn) 象，于是微電網(wǎng)的概念提出了，微電網(wǎng)是由分布式能源、儲能系統(tǒng)、負荷、監(jiān)控以及各種 保護措施集一體化的智能微型電力系統(tǒng)。微電網(wǎng)的發(fā)展促進了分布式電源的發(fā)展，也提高 了各種新能源的利用效率。

風能和光能在微電網(wǎng)中只能單向傳輸能量，給負荷或者是蓄電池充電。而蓄電池儲能部 分既要具有充電又要具有放電的作用，實現(xiàn)能量的雙向傳遞。現(xiàn)實生活中負載大多數(shù)都是交 流負載，因此需要將微電網(wǎng)生成的各種直流電逆變成交流電。逆變器是連接風機、光伏、儲 能的核心部件，而并離網(wǎng)切換的控制與運行，其核心就是控制逆變器，需要逆變器輸出電壓 與電網(wǎng)電壓在幅值、相角和頻率一致時才可以并網(wǎng)，否則并網(wǎng)電流過大會引起系統(tǒng)失穩(wěn)和系 統(tǒng)崩潰。預同步功能就是為了實現(xiàn)風光儲并網(wǎng)的方法，完成后閉合并網(wǎng)開關，可以實現(xiàn)平滑 并網(wǎng)。

然而，風光的隨機性、間歇性和波動性成為了制約其發(fā)展的瓶頸。而儲能系統(tǒng)以其平滑波 動、削峰填谷、調(diào)頻調(diào)壓等功能成為了解決這一問題的有效手段。鑒于儲能系統(tǒng)良好的調(diào)節(jié)特 性，將其與風光聯(lián)合構(gòu)成聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，可以有效改善聯(lián)合系統(tǒng)的總體有功輸出，提高電網(wǎng)運 行的安全性和穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中的不足，提供一種風光儲微電網(wǎng)的并離網(wǎng)平滑切換控制方法及系 統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種風光儲微電網(wǎng)的并離網(wǎng)平滑切換控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：建立光伏電池、風機和儲能部分的模型；

步驟2：對步驟1的光伏電池和風機的模型使用電力電子變換，輸出穩(wěn)定的直流電；

步驟3：將各模型生成的直流電進行逆變，生成三相交流電；

步驟4：將步驟3中生成的三相交流電與電網(wǎng)母線進行并聯(lián)入網(wǎng)，實現(xiàn)預同步環(huán)節(jié)。

為優(yōu)化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

進一步地，所述步驟1中，采用如下的C₁、C₂參數(shù)模型來構(gòu)建光伏發(fā)電系統(tǒng)：

其中，I表示光伏電池輸出電流，V_R表示電阻電壓，C₁、C₂的表達式如下：