CN104348177A - 基于背靠背式储能变流器的多直流分支功率协调控制方法 - Google Patents

基于背靠背式储能变流器的多直流分支功率协调控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104348177A
CN104348177A CN201410654745.XA CN201410654745A CN104348177A CN 104348177 A CN104348177 A CN 104348177A CN 201410654745 A CN201410654745 A CN 201410654745A CN 104348177 A CN104348177 A CN 104348177A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
direct current
branch
energy accumulation
scada
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410654745.XA
Other languages
English (en)
Inventor
赵璐璐
张效宇
何岩
韩建
操丰梅
张涛
刘树
刘志超
陈建卫
刘坤
杜金陵
刘智全
王立超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Sifang Automation Co Ltd
Original Assignee
Beijing Sifang Automation Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Sifang Automation Co Ltd filed Critical Beijing Sifang Automation Co Ltd
Priority to CN201410654745.XA priority Critical patent/CN104348177A/zh
Publication of CN104348177A publication Critical patent/CN104348177A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

一种基于背靠背式储能变流器的多直流分支功率协调控制方法。首先，PCS(1)通过并网开关(2)和电网(3)相连，直流侧(7)接入3个直流支路并分别控制其输出功率；SCADC下发PCS各直流支路的功率期望(8)，并计算得到总功率期望。若支路没有故障，且运行状态可以满足SCADA下发的功率值，则直接执行SCADA下发的功率期望(10)，并返回1类报文(11)；若支路有故障或支路不可满足SCADA下发的功率值，则调整故障/状态不符合期望要求的支路，按照实际可承受功率最大值运行(12)。如果剩余的支路可以满足期望要求(13)则返回2类报文，如果剩余支路不能满足期望要求则剩余支路满功率运行，并返回3类报文。本发明具有提高系统效率，增加系统可靠性的效果。

Description

基于背靠背式储能变流器的多直流分支功率协调控制方法
技术领域
本发明属于电力电子变频器技术领域，具体涉及一种基于背靠背式储能变流器的多直流分支功率协调控制技术。
背景技术
微电网作为超高压、远距离、大电网供电模式的补充，代表着电力系统新的发展方向。储能变流器作为微电网的主要构成元素，背靠背式的结构具有直流侧接入方式灵活、直流侧电压范围广等优势，在微网接入中具有较大规模应用。在直流侧有多簇电池接入或光伏、电池混合接入时，现有技术一般是将功率平分到各个支路上，在功率低时功率采用功率平分到各支路上的方式会导致损耗增加。在单支路故障时，一般采用一停全停的方式，降低了系统的可靠性。因此，基于背靠背式储能变流器的多直流分支功率协调控制技术是十分必要的。
发明内容
为克服现有储能变流器多直流分支功率控制技术上存在的不足，本发明公开了基于背靠背式储能变流器多直流分支功率控制方法。
本发明具体采用以下技术方案。
一种基于背靠背式储能变流器PCS的多直流分支功率协调控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)背靠背式储能变流器PCS通过并网开关与大电网相连，背靠背式储能变流器PCS的直流侧使用3相IGBT，每相IGBT的一对上下桥臂控制一个直流支路，即在直流侧接入3个直流支路；
(2)数据采集与监视控制系统SCADC向背靠背式储能变流器PCS下发PCS总功率期望，其中，设定功率从背靠背式储能变流器流向电网为正，即背靠背式储能变流器放电为正；
(3)若所有的直流支路没有故障，背靠背式储能变流器PCS根据各直流支路荷电状态和总功率指令大小指定各支路的功率出力，当直流支路的运行状态能够满足下发的SCADA总功率期望值，则向SCADA返回1类报文，即背靠背式储能变流器PCS功率可以实现SCADA的要求，当直流支路的运行状态不能满足下发的SCADA总功率期望值，则向SCADA返回2类报文，即背靠背式储能变流器PCS功率不可以实现SCADA的要求，以及当前输出功率的大小；
(4)若有直流支路故障时，则背靠背式储能变流器PCS根据非故障直流支路荷电状态和总功率指令大小指定各非故障支路的功率出力，并且，当非故障直流支路的运行状态能够满足下发的SCADA总功率期望值，则向SCADA返回1类报文，即背靠背式储能变流器PCS功率可以实现SCADA的要求，当非故障直流支路的运行状态不能满足下发的SCADA总功率期望值，则向SCADA返回2类报文，即背靠背式储能变流器PCS功率不可以实现SCADA的要求，以及当前输出功率的大小。
本发明具有以下技术效果：
细化直流支路荷电状态和故障状态，最大化的满足SCADA的功率要求，有效的降低低功率时的直流支路投入个数，降低功率损耗。
附图说明
图1为微电网运行拓扑结构示意图；
图2为本发明采用的背靠背式PCS主回路结构图；
图3为本发明多支路功率协调控制方法流程图；
图4为本发明多直流分支放电功率协调控制方法示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
在变流器的主回路设计时，直流侧采用3相IGBT，每相控制一个直流支路，可同时实现对直流支路4、5、6的功率控制，如图1和2所示。
多直流分支功率协调控制方法如图3所示，所述协调控制方法包括以下步骤：
步骤1：首先，数据采集与监视控制系统SCADA下发总功率期望到背靠背式储能变流器PCS。SCADA下发的功率不可大于储能变流器的额定功率PN，即SCADA下发的功率期望Pset和储能变流器的额定功率PN需满足：|Pset|≤PN。
步骤2：数据采集与监视控制系统SCADA向背靠背式储能变流器PCS下发PCS总功率期望，其中，设定功率从背靠背式储能变流器流向电网为正，即背靠背式储能变流器放电为正。
步骤3：若所有的直流支路没有故障，背靠背式储能变流器PCS根据各直流支路荷电状态和总功率指令大小指定各支路的功率出力，当直流支路的运行状态能够满足下发的SCADA总功率期望值，则向SCADA返回1类报文，即背靠背式储能变流器PCS功率可以实现SCADA的要求，当直流支路的运行状态不能满足下发的SCADA总功率期望值，则向SCADA返回2类报文，即背靠背式储能变流器PCS功率不可以实现SCADA的要求，以及当前输出功率的大小。
具体实现方式如图4所示。
设功率从变流器流向电网为正，即变流器放电为正，以直流侧3个支路为例。
3.1当SCADC下发总功率期望Pset大于0时，先判断3个直流支路是否均放电无故障。若3个直流支路均放电无故障，则将Pset和储能变流器的额定容量PN相比，若Pset≤0.33*PN，1个直流支路放电(选取荷电状态SOC最高的1个支路)，若0.33*PN<Pset≤0.66*PN，2个直流支路放电(选取SOC最高的2个支路)，若PN≥Pset>0.66*PN，3个直流支路均放电。此时，储能变流器返回I类报文(储能变流器可以满足SCADA功率要求)到SCADA。若Pset＞PN，储能变流器返回II类报文(储能变流器不可以满足SCADA功率要求，并上送此时实际输出功率的值)到SCADA。
3.2当SCADC下发总功率期望Pset小于0时，先判断3个直流支路是否均充电无故障。若3个直流支路均充电无故障，则将Pset和储能变流器的额定容量PN相比，若Pset≥-0.33*PN，1个直流支路充电(选取SOC最低的1个支路)，若-0.33*PN＞Pset≥-0.66*PN，2个直流支路充电(选取SOC最低的2个支路)，若-PN≤Pset＜-0.66*PN，3个直流支路均放电。此时，储能变流器返回I类报文(储能变流器可以满足SCADA功率要求)到SCADA。若Pset＜-PN，储能变流器返回II类报文(储能变流器不可以满足SCADA功率要求，并上送此时实际输出功率的值)到SCADA。
步骤4：若直流支路有故障时，则背靠背式储能变流器PCS根据非故障直流支路荷电状态和总功率指令大小指定各非故障支路的功率出力，并且，当非故障直流支路的运行状态能够满足下发的SCADA总功率期望值，则向SCADA返回1类报文，即背靠背式储能变流器PCS功率可以实现SCADA的要求，当非故障直流支路的运行状态不能满足下发的SCADA总功率期望值，则向SCADA返回2类报文，即背靠背式储能变流器PCS功率不可以实现SCADA的要求，以及当前输出功率的大小。
4.1当SCADC下发总功率期望Pset大于0时，
4.1.1若有2个直流支路放电无故障，将Pset和储能变流器的额定容量PN相比，若Pset≤0.33*PN，1个直流支路放电(选取SOC最高的1个支路)，若0.33*PN<Pset≤0.66*PN，2个直流支路放电，此时，储能变流器返回I类报文(储能变流器可以满足SCADA功率要求)到SCADA。若Pset>0.66*PN，2个直流支路满功率放电，即放电功率为0.66*PN。此时，储能变流器返回II类报文(储能变流器不可以满足SCADA功率要求，并上送此时实际输出功率的值)到SCADA。
4.1.2若有1个直流支路放电无故障，将Pset和储能变流器的额定容量PN相比，若Pset≤0.33*PN，1个直流支路放电(选取SOC最高的1个支路)，此时，储能变流器返回I类报文(储能变流器可以满足SCADA功率要求)到SCADA。若Pset>0.33*PN，1个直流支路满功率放电，即放电功率为0.33*PN。此时，储能变流器返回II类报文(储能变流器不可以满足SCADA功率要求，并上送此时实际输出功率的值)到SCADA。
4.2当SCADC下发总功率期望Pset小于于0时，
4.2.1若有1个直流支路充电无故障，将Pset和储能变流器的额定容量PN相比，若Pset≥-0.33*PN，1个直流支路充电(选取SOC最低的1个支路)，若-0.33*PN＞Pset≥-0.66*PN，2个直流支路充电，此时，储能变流器返回I类报文(储能变流器可以满足SCADA功率要求)到SCADA。若Pset＜-0.66*P，2个直流支路满功率充电，即充电功率为-0.66*PN。此时，储能变流器返回II类报文(储能变流器不可以满足SCADA功率要求，并上送此时实际输出功率的值)到SCADA。
4.2.2若有1个直流支路充电无故障，将Pset和储能变流器的额定容量PN相比，若Pset≥-0.33*PN，1个直流支路充电(选取SOC最低的1个支路)，此时，储能变流器返回I类报文(储能变流器可以满足SCADA功率要求)到SCADA。若-0.33*PN＞Pset，1个直流支路满功率充电，即充电功率为-0.33*PN。此时，储能变流器返回II类报文(储能变流器不可以满足SCADA功率要求，并上送此时实际输出功率的值)到SCADA。

Claims (3)

1.一种基于背靠背式储能变流器PCS的多直流分支功率协调控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)背靠背式储能变流器PCS通过并网开关与大电网相连，背靠背式储能变流器PCS的直流侧使用3相IGBT，每相IGBT的一对上下桥臂控制一个直流支路，即在直流侧接入3个直流支路；
(2)数据采集与监视控制系统SCADC向背靠背式储能变流器PCS下发PCS总功率期望，其中，设定功率从背靠背式储能变流器流向电网为正，即背靠背式储能变流器放电为正；
(3)若所有的直流支路没有故障，背靠背式储能变流器PCS根据各直流支路荷电状态和总功率指令大小指定各支路的功率出力，当直流支路的运行状态能够满足下发的SCADA总功率期望值，则向SCADA返回1类报文，即背靠背式储能变流器PCS功率可以实现SCADA的要求，当直流支路的运行状态不能满足下发的SCADA总功率期望值，则向SCADA返回2类报文，即背靠背式储能变流器PCS功率不可以实现SCADA的要求，以及当前输出功率的大小；
(4)若有直流支路故障时，则背靠背式储能变流器PCS根据非故障直流支路荷电状态和总功率指令大小指定各非故障支路的功率出力，并且，当非故障直流支路的运行状态能够满足下发的SCADA总功率期望值，则向SCADA返回1类报文，即背靠背式储能变流器PCS功率可以实现SCADA的要求，当非故障直流支路的运行状态不能满足下发的SCADA总功率期望值，则向SCADA返回2类报文，即背靠背式储能变流器PCS功率不可以实现SCADA的要求，以及当前输出功率的大小。
2.根据权利要求1所述的多直流分支功率协调控制方法，其特征在于：
在所述步骤(3)中，当SCADC下发总功率期望Pset大于0时，先判断直流支路是否均放电无故障，若所有直流之路均放电无故障，将Pset和背靠背式储能变流器的额定容量PN相比：
若Pset≤0.33*PN，选取荷电状态最高的1个直流支路放电；
若0.33*PN<Pset≤0.66*PN，选取荷电状态最高的2个直流支路放电；
若Pset>0.66*PN，3个直流支路均放电。
3.根据权利要求1所述的多直流分支功率协调控制方法，其特征在于：
在所述步骤(4)中，当SCADC下发总功率期望Pset大于0时，并且有2个支路可放电时，将Pset和储能变流器的额定容量PN相比，
若Pset≤0.33*PN，选取荷电状态最高的1个直流支路放电；
若0.33*PN<Pset≤0.66*PN，选取2个直流支路放电；
若Pset>0.66*PN，2个直流支路满功率放电，即放电功率为0.66*PN；
当SCADC下发总功率期望Pset大于0时，并且有1个支路可放电，将Pset和储能变流器的额定容量PN相比，
若Pset≤0.33*PN，选取荷电状态最高1个直流支路放电；
若Pset>0.33*PN，1个直流支路满功率放电，即放电功率为0.33*PN。
CN201410654745.XA 2014-11-17 2014-11-17 基于背靠背式储能变流器的多直流分支功率协调控制方法 Pending CN104348177A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410654745.XA CN104348177A (zh) 2014-11-17 2014-11-17 基于背靠背式储能变流器的多直流分支功率协调控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410654745.XA CN104348177A (zh) 2014-11-17 2014-11-17 基于背靠背式储能变流器的多直流分支功率协调控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104348177A true CN104348177A (zh) 2015-02-11

Family

ID=52503232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410654745.XA Pending CN104348177A (zh) 2014-11-17 2014-11-17 基于背靠背式储能变流器的多直流分支功率协调控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104348177A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112865153A (zh) * 2021-03-02 2021-05-28 阳光电源股份有限公司 一种储能系统及其扩容方法、控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102545255A (zh) * 2011-12-26 2012-07-04 重庆大学 光伏与微型燃气轮机混合微网协调运行控制方法
CN102638038A (zh) * 2012-03-20 2012-08-15 华中科技大学 一种并联充放电功率转换系统
CN102751719A (zh) * 2012-07-09 2012-10-24 中国科学院电工研究所 多飞轮储能单元并联的飞轮阵列储能系统
CN103187750A (zh) * 2011-12-31 2013-07-03 中国电力科学研究院 兆瓦级电池储能电站实时功率控制方法及其系统
CN103311943A (zh) * 2013-03-21 2013-09-18 国家电网公司 一种混合储能系统平抑间歇式电源功率波动的控制方法
CN104079008A (zh) * 2014-06-25 2014-10-01 深圳市汇川技术股份有限公司 一种基于微电网的供电方法及供电系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102545255A (zh) * 2011-12-26 2012-07-04 重庆大学 光伏与微型燃气轮机混合微网协调运行控制方法
CN103187750A (zh) * 2011-12-31 2013-07-03 中国电力科学研究院 兆瓦级电池储能电站实时功率控制方法及其系统
CN102638038A (zh) * 2012-03-20 2012-08-15 华中科技大学 一种并联充放电功率转换系统
CN102751719A (zh) * 2012-07-09 2012-10-24 中国科学院电工研究所 多飞轮储能单元并联的飞轮阵列储能系统
CN103311943A (zh) * 2013-03-21 2013-09-18 国家电网公司 一种混合储能系统平抑间歇式电源功率波动的控制方法
CN104079008A (zh) * 2014-06-25 2014-10-01 深圳市汇川技术股份有限公司 一种基于微电网的供电方法及供电系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112865153A (zh) * 2021-03-02 2021-05-28 阳光电源股份有限公司 一种储能系统及其扩容方法、控制方法
CN112865153B (zh) * 2021-03-02 2024-05-14 阳光电源股份有限公司 一种储能系统及其扩容方法、控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103427430B (zh) 一种混合储能系统在微网中的能量管理方法
CN102916481B (zh) 一种直流微网系统的能量管理方法
Ding et al. Control of hybrid AC/DC microgrid under islanding operational conditions
CN104065157B (zh) 一种改进供电可靠性的不间断电源
CN103545905B (zh) 一种光伏直流微电网能量协调控制方法
CN108847680B (zh) 一种基于柔性环网装置的交直流混合配电网分层控制方法
CN104022527B (zh) 直流微网系统
US10141743B2 (en) Bipolar VSC-HVDC and UPFC hybrid topology and an operation method thereof
CN102651572B (zh) 一种零时备电系统和零时备电方法
CN104184151A (zh) 一种实现微网不同运行模式平滑切换的动态电压恢复器
CN107980194A (zh) 冗余住宅电源
CN105932716A (zh) 一种分布式电源供电系统
CN103928697A (zh) 一种具有紧急备用电源功能的液流电池系统
CN103066679A (zh) 一种通用型通信基站太阳能风能集中供电系统及其控制方法
CN104333036B (zh) 一种多源协调控制系统
CN106410932A (zh) 适用于中压直流配电网的链式电池储能变流器及控制方法
CN103296696A (zh) 逆变器及其控制方法
CN103368171A (zh) 直流微网中分布式电源对交流重要负荷的供电方法
CN207368671U (zh) 一种应用于配网台区的移动扩容装置
CN204374950U (zh) 一种储能单元pcs控制板的混合仿真测试接口
CN103532480A (zh) 高压直流输电线路故障监测终端电源装置
CN203800619U (zh) 一种三相储能变流器的并网连接电路
CN104300575A (zh) 一种结合储能电池的小功率分布式光伏发电系统
CN204794663U (zh) 一种电源变换器和供电系统
CN104348177A (zh) 基于背靠背式储能变流器的多直流分支功率协调控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150211

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication