CN106877368A - 一种光伏发电微网系统混合储能控制方法 - Google Patents

一种光伏发电微网系统混合储能控制方法 Download PDF

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Abstract

一种光伏发电微网系统混合储能控制方法，包括双向DCDC变流器、功率分配和混合储能控制三个部分。本发明能够保证光伏发电微电网系统在并网过程中，快速消除交流侧有功功率突变以及直流负载功率突变带来的影响，保证系统稳定运行且光伏阵列输出功率最大。采用储能装置维持直流母线电压稳定，使得逆变器能够按照电网功率需求发出相应的有功功率和无功功率，为并网运行提供了保障。蓄电池和超级电容储能装置具有较好的能量互补特点，通过控制蓄电池吸收或释放低频功率，超级电容吸收或释放高频功率，可以抑制负载突变对直流母线造成的冲击。

Description

一种光伏发电微网系统混合储能控制方法
技术领域
本发明涉及一种光伏发电微网系统，尤其涉及一种光伏发电微网系统混合储能控制方法。
背景技术
风能、太阳能等可再生能源具有间歇性、随机性的特点，微电网负荷具有持续波动性。为了保证微电网系统稳定、各发电单元之间功率平衡以及输出电能质量较好，需要在微电网系统中配置一定容量的储能装置，快速调节系统有功、无功功率输出，抑制微电网系统负荷突变引起的功率波动，改善系统输出电能质量，提高系统的可靠性和稳定性。
目前，微电网系统储能装置的种类有很多。铅酸蓄电池可满足可再生能源发电对能量密度的要求，但难以满足系统动态响应性能要求。超级电容功率密度高，但其能量密度较低。微电网系统中的储能部分可采用超级电容和蓄电池组成的混合储能系统。
当储能单元通过变换器与外部电网连接时，变换器的控制性能直接影响系统直流母线电压的稳定。对超级电容采用直接功率控制可更好的抑制直流母线电压波动。
发明内容
为了克服混合储能方式在光伏发电微网系统应用中的难题，本发明提出一种光伏发电微网系统混合储能控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提出了含光伏发电单元的微电网系统并网运行时各储能单元和直流母线电压的控制方法。当光伏发电并网系统的能量管理可以采用功率分配型控制方法时，直流母线电压幅值的稳定受发电单元侧控制，通过控制微电源与三相逆变器输送给电网能量之间的平衡来保持直流母线电压稳定。
光伏发电微网系统混合储能控制方法包括双向DCDC变流器、功率分配和混合储能控制三个部分。
所述双向DCDC变流器，蓄电池和超级电容分别通过双向DC-DC 变流器与直流母线连接。
所述功率分配直流母线电压平衡由发电单元和储能单元共同控制。
所述混合储能控制利用蓄电池和超级电容充放电互补特性平抑负载突变时对直流母线造成的冲击。
本发明的有益效果是：能够保证光伏发电微电网系统在并网过程中，快速消除交流侧有功功率突变以及直流负载功率突变带来的影响，保证系统稳定运行且光伏阵列输出功率最大。采用储能装置维持直流母线电压稳定，使得逆变器能够按照电网功率需求发出相应的有功功率和无功功率，为并网运行提供了保障。蓄电池和超级电容储能装置具有较好的能量互补特点，通过控制蓄电池吸收或释放低频功率，超级电容吸收或释放高频功率，可以抑制负载突变对直流母线造成的冲击。
附图说明
图1为系统结构图。
图2为混合储能系统图。
图3为储能系统控制图。
具体实施方式
图1中，光伏阵列、蓄电池和超级电容通过双向直流/直流(direct current/direct current，DC/DC)变换器接入150 V直流母线，采用直流/交流(direct current/ alternating current，DC/AC)变流器将直流微电网系统接入交流电网，并对本地负载进行供电。光伏阵列工作在最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)模式，直流母线上接有直流负载；逆变单元主要由三相逆变器和LC 滤波器组成，实现并网或孤岛运行。
图2中，利用蓄电池和超级电容充放电互补特性平抑负载突变时对直流母线造成的冲击，蓄电池和超级电容分别通过双向DC-DC变流器与直流母线连接。其中：Ubat为蓄电池电压；Ibat为蓄电池输出电流；Lbat为蓄电池回路电感；Usc为超级电容电压；Isc为超级电容输出电流；Lsc为超级电容回路电感；Cdc为输出电容；Udc为直流母线输出电压。
超级电容恒流充电和恒流放电的变流器控制策略与蓄电池完全相同。
图3中，当微电网并网运行时，蓄电池工作在恒流充电或放电模式。由于直流母线电压等级高于蓄电池的额定电压，若蓄电池充电，双向DC-DC变流器相当于一个Buck(降压式变换)电路，控制电感的电流实现恒流充电。蓄电池恒流充电时，上半桥臂开关管占空比为Dpwm，Ibat *为蓄电池输出电流给定值，此时下半桥臂开关管处于断开状态。蓄电池放电时，双向DC-DC变流器相当于Boost(升压斩波)电路，通过控制下半桥臂的开关管实现恒流放电，恒流放电时下半桥臂开关管占空比Dpwm，此时上半桥臂开关管断开，蓄电池恒流放电。
根据蓄电池和超级电容自身充放电的特性，将储能系统吸收或释放的总功率通过低通滤波器分为两部分：低频功率和高频功率。由于超级电容的充放电速度快，因此控制超级电容吸收或释放由于风、光或负载突变产生的高频功率；而蓄电池能量密度大，存储能量多，因此由蓄电池作为长时间储能装置，吸收或释放低频功率。

Claims (4)

1.一种光伏发电微网系统混合储能控制方法，其特征在于：包括双向DCDC变流器、功率分配和混合储能控制三个部分。
2.如权利要求1所述的光伏发电微网系统混合储能控制方法，其特征在于所述双向DCDC变流器有两个，且分别与超级电容、蓄电池连接，能够控制超级电容和蓄电池的充放电。
3.如权利要求1所述的光伏发电微网系统混合储能控制方法，其特征在于所述功率分配根据蓄电池和超级电容的功率、容量特定，控制它们的功率分配。
4.如权利要求1所述的光伏发电微网系统混合储能控制方法，其特征在于所述混合储能控制根据功率分配情况，控制蓄电池和超级电容的充放电，且能够平抑负载突变时对直流母线造成的冲击。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108233420A (zh) * 2018-02-01 2018-06-29 中车株洲电力机车有限公司 一种光伏太阳能系统及其控制方法
CN108347063A (zh) * 2018-01-17 2018-07-31 武汉理工大学 一种基于超级电容储能的船舶光伏并网发电系统
CN108521140A (zh) * 2018-04-03 2018-09-11 深圳电丰电子有限公司 一种分布式光伏并离储能逆变系统
CN108616144A (zh) * 2018-03-20 2018-10-02 武汉理工大学 基于超级电容高频补偿的船舶新能源发电系统
CN109572491A (zh) * 2019-01-23 2019-04-05 西南交通大学 一种电气化铁路牵引网供电构造及其控制方法
CN109698495A (zh) * 2018-12-13 2019-04-30 江苏和网源电气有限公司 一种基于超级电容的直流微电网系统
CN109888819A (zh) * 2019-01-08 2019-06-14 许继集团有限公司 一种光伏发电系统及其控制方法和装置
CN110021955A (zh) * 2018-01-08 2019-07-16 丰郅(上海)新能源科技有限公司 集成储能功能的光伏发电系统及动态平衡电能的方法
CN112653166A (zh) * 2020-12-25 2021-04-13 航天科工微电子系统研究院有限公司 独立式高功率大容量并联式微网储能系统
EP3849041A1 (en) * 2020-01-10 2021-07-14 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Power supply system and method for alternating current load
CN113541287A (zh) * 2021-07-14 2021-10-22 广东海洋大学 一种直流微电网光伏发电混合储能系统及控制策略
CN113692684A (zh) * 2019-02-12 2021-11-23 埃莱克赛斯Ip有限公司 用于管理电力的系统和方法
CN114172181A (zh) * 2021-11-29 2022-03-11 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 基于两级式混合储能的冲击功率和脉冲功率快速平抑方法
CN114665510A (zh) * 2022-05-27 2022-06-24 西安海联石化科技有限公司 一种光电能源直流供电抽油机井群节能控制系统
CN116760109A (zh) * 2023-08-21 2023-09-15 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种分布式光伏电源并网的综合调控系统

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110021955B (zh) * 2018-01-08 2023-03-14 丰郅(上海)新能源科技有限公司 集成储能功能的光伏发电系统及动态平衡电能的方法
CN110021955A (zh) * 2018-01-08 2019-07-16 丰郅(上海)新能源科技有限公司 集成储能功能的光伏发电系统及动态平衡电能的方法
CN108347063A (zh) * 2018-01-17 2018-07-31 武汉理工大学 一种基于超级电容储能的船舶光伏并网发电系统
CN108233420A (zh) * 2018-02-01 2018-06-29 中车株洲电力机车有限公司 一种光伏太阳能系统及其控制方法
CN108616144A (zh) * 2018-03-20 2018-10-02 武汉理工大学 基于超级电容高频补偿的船舶新能源发电系统
CN108521140A (zh) * 2018-04-03 2018-09-11 深圳电丰电子有限公司 一种分布式光伏并离储能逆变系统
CN109698495B (zh) * 2018-12-13 2022-05-10 江苏和网源电气有限公司 一种基于超级电容的直流微电网系统
CN109698495A (zh) * 2018-12-13 2019-04-30 江苏和网源电气有限公司 一种基于超级电容的直流微电网系统
CN109888819A (zh) * 2019-01-08 2019-06-14 许继集团有限公司 一种光伏发电系统及其控制方法和装置
CN109888819B (zh) * 2019-01-08 2021-02-05 许继集团有限公司 一种光伏发电系统及其控制方法和装置
CN109572491B (zh) * 2019-01-23 2023-11-24 西南交通大学 一种电气化铁路牵引网供电构造及其控制方法
CN109572491A (zh) * 2019-01-23 2019-04-05 西南交通大学 一种电气化铁路牵引网供电构造及其控制方法
CN113692684A (zh) * 2019-02-12 2021-11-23 埃莱克赛斯Ip有限公司 用于管理电力的系统和方法
JP7111792B2 (ja) 2020-01-10 2022-08-02 台達電子企業管理（上海）有限公司 交流負荷電力供給システム及び方法
US11218001B2 (en) 2020-01-10 2022-01-04 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd Power supply system and method for alternating current load
JP2021112118A (ja) * 2020-01-10 2021-08-02 台達電子企業管理（上海）有限公司 交流負荷電力供給システム及び方法
AU2020294349B2 (en) * 2020-01-10 2022-09-08 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd Power Supply System And Method For Alternating Current Load
EP3849041A1 (en) * 2020-01-10 2021-07-14 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Power supply system and method for alternating current load
CN112653166A (zh) * 2020-12-25 2021-04-13 航天科工微电子系统研究院有限公司 独立式高功率大容量并联式微网储能系统
CN113541287A (zh) * 2021-07-14 2021-10-22 广东海洋大学 一种直流微电网光伏发电混合储能系统及控制策略
CN114172181A (zh) * 2021-11-29 2022-03-11 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 基于两级式混合储能的冲击功率和脉冲功率快速平抑方法
CN114172181B (zh) * 2021-11-29 2024-03-12 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 基于两级式混合储能的冲击功率和脉冲功率快速平抑方法
CN114665510A (zh) * 2022-05-27 2022-06-24 西安海联石化科技有限公司 一种光电能源直流供电抽油机井群节能控制系统
CN116760109A (zh) * 2023-08-21 2023-09-15 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种分布式光伏电源并网的综合调控系统
CN116760109B (zh) * 2023-08-21 2023-12-05 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种分布式光伏电源并网的综合调控系统

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