CN110350578B - 分布式光伏储能系统协调控制方法 - Google Patents

分布式光伏储能系统协调控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110350578B
CN110350578B CN201910609196.7A CN201910609196A CN110350578B CN 110350578 B CN110350578 B CN 110350578B CN 201910609196 A CN201910609196 A CN 201910609196A CN 110350578 B CN110350578 B CN 110350578B
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy storage
storage system
power
distributed photovoltaic
frequency part
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.)
Active
Application number
CN201910609196.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110350578A (zh
Inventor
卢毓东
谢祥颖
刘周斌
周正
郑华
谢莉
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.)
North China Electric Power University
Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
State Grid E Commerce Co Ltd
Original Assignee
North China Electric Power University
Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
State Grid E Commerce 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 North China Electric Power University, Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd, State Grid E Commerce Co Ltd filed Critical North China Electric Power University
Priority to CN201910609196.7A priority Critical patent/CN110350578B/zh
Publication of CN110350578A publication Critical patent/CN110350578A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110350578B publication Critical patent/CN110350578B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H02J3/28—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
    • H02J3/383—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/32—Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明涉及一种分布式光伏储能系统协调控制方法。控制方法包括如下过程：实时监测光伏阵列的功率、储能功率、光伏储能联合并网功率以及储能系统荷电状态；将光伏阵列的功率代入滤波函数；步骤a3：计算出高频部分和低频部分；计算低频部分波动率；判断低频部分波动率是否超越波动率限值，是则整滤波函数增益，之后返回步骤a3，否则将高频部分作为储能系统的功率指令值；计算储能系统执行功率指令值后的荷电状态；判断储能系统荷电状态是否最优，是则将高频部分作为储能系统的功率指令执行，否则进入荷电状态调节器调节滤波函数增益，之后返回步骤a3。本发明在保证光伏功率波动率严格满足指标要求的同时，兼顾储能系统运行经济性。

Description

分布式光伏储能系统协调控制方法
技术领域：
本发明涉及一种分布式光伏及储能领域，具体涉及一种分布式光伏储能系统协调控制方法。
背景技术：
随着分布式光伏发电参与并网的规模不断增大，其随机性和波动性对配电网的安全和稳定带来严峻挑战。为了提高分布式光伏发电并网能力，需要对并网的光伏功率波动进行平抑。由于储能系统能够动态吸收或释放能量，可有效平抑光伏功率的波动。
现有的控制方法多以降低光伏波动率为目标，采用的滤波函数多为固定增益滤波函数，适用于坚强大电网中的集中式光伏电站，即使部分波动率不严格满足要求也不会影响大电网安全稳定运行。但对于多接入与配电网的分布式光伏，波动率越限不仅是经济问题更是安全问题，因此对波动率要求更为严格。同时定增益滤波函数也未实现储能系统的运行经济性。
发明内容：
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种考虑储能经济性的分布式光伏储能系统协调控制方法。
本发明所涉及的一种分布式光伏储能系统包括：分布式光伏阵列、储能系统、光伏DC/AC变流器、储能DC/AC变流器、光储控制器、交流母线、变压器、电网；所述光伏DC/AC变流器串接在分布式光伏阵列与交流母线之间，所述储能DC/AC变流器串接在储能系统与交流母线之间，所述变压器串接在交流母线与电网之间；所述光储控制器包括波动率调节器及荷电状态调节器，实时采集光伏功率、储能功率、光伏储能联合并网功率及电池系统荷电状态，并向储能DC/AC变流器发送储能指令，同时也是分布式光伏储能系统协调控制方法法的硬件平台。
控制方法包括如下过程：
步骤a1：实时监测分布式光伏阵列的功率、储能功率、光伏储能联合并网功率以及储能系统荷电状态；
步骤a2：将当前时刻分布式光伏阵列的功率代入滤波函数；
步骤a3：滤波函数计算出分布式光伏阵列的功率高频部分和低频部分；
步骤a4：计算分布式光伏阵列的功率低频部分波动率；
步骤a5：判断分布式光伏阵列的功率低频部分波动率是否超越波动率限值，是则进入步骤a6，否则进入步骤a7；
步骤a6：波动率调节器调整滤波函数增益，之后返回步骤a3；
步骤a7：将滤波函数计算出的分布式光伏阵列的功率高频部分作为储能系统的储能功率指令值；
步骤a8：计算储能系统执行功率指令值后的荷电状态；
步骤a9：判断储能系统荷电状态是否最优，是则进入步骤a10，否则进入步骤a11；
步骤a10：将滤波函数计算出的分布式光伏阵列的功率高频部分作为储能系统的储能功率指令执行；
步骤a11：荷电状态调节器调节滤波函数增益，之后返回步骤a3。
作为优选方案之一，在上述分布式光伏储能协系统调控制方法中，所采用的的滤波函数为变增益滤波函数，滤波函数增益变化受滤波后光伏功率低频部分波动率及储能荷电状态影响。
作为优选方案之二，在上述变增益滤波函数中，所采用的的滤波函数增益G定义为
Figure BDA0002121679040000031
其中，Covp为先验估计协方差，Covt为测量噪声协方差，λ为增益调节因子。
作为进一步优选方案之一，在上述分布式光伏储系统能协调控制方法中，所述步骤a6中，所采用的波动率调节器在分布式光伏阵列的功率低频部分波动率超越波动率限值时，调大增益调节因子值。
作为进一步优选方案之二，在上述分布式光伏储能系统协调控制方法中，所述步骤a11中，所采用的荷电状态调节器在储能系统荷电状态处于低水平并持续降低时，调大增益调节因子值，在储能系统荷电状态处于高水平并持续增大时，调小增益调节因子值。
本发明采用变增益滤波函数进行储能系统功率调节，并在光储系统控制系统中加入波动率调节器及荷电状态调节器，动态调节滤波函数增益，在保证光伏功率波动率严格满足指标要求的同时，兼顾储能系统运行经济性。
附图说明：
图1为本实施例中分布式光伏储能系统结构示意图。
图2为本实施例中分布式光伏储能系统协调控制流程图。
具体实施方式
实施例：
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，图1为本实施例中分布式光伏储能系统结构示意图，该系统包括：分布式光伏阵列、储能系统、光伏DC/AC变流器、储能DC/AC变流器、光储控制器、交流母线、变压器、电网；所述光伏DC/AC变流器串接在分布式光伏阵列与交流母线之间，所述储能DC/AC变流器串接在储能系统与交流母线之间，所述变压器串接在交流母线与电网之间；所述光储控制器包括波动率调节器及荷电状态调节器，实时采集光伏功率、储能功率、光伏储能联合并网功率及电池系统荷电状态，并向储能DC/AC变流器发送储能指令，同时也是分布式光伏储能系统协调控制方法法的硬件平台。
如图2所示，分布式光伏储能系统协调控制方法包括如下过程：
步骤a1：实时监测分布式光伏阵列的功率、储能功率、光伏储能联合并网功率以及储能系统荷电状态；
步骤a2：将当前时刻分布式光伏阵列的功率代入滤波函数；所采用的的滤波函数为变增益滤波函数，滤波函数增益变化受滤波后分布式光伏阵列的功率低频部分波动率及储能系统荷电状态影响；采用的的滤波函数增益G定义为：
Figure BDA0002121679040000041
其中，Covp为先验估计协方差，Covt为测量噪声协方差，λ为增益调节因子；
步骤a3：滤波函数计算出分布式光伏阵列的功率高频部分和低频部分；
步骤a4：计算分布式光伏阵列的功率低频部分波动率；
步骤a5：判断分布式光伏阵列的功率低频部分波动率是否超越波动率限值，是则进入步骤a6，否则进入步骤a7；
步骤a6：波动率调节器调整滤波函数增益，所采用的波动率调节器在分布式光伏阵列的功率低频部分波动率超越波动率限值时，调大增益调节因子值；之后返回步骤a3；
步骤a7：将滤波函数计算出的分布式光伏阵列的功率高频部分作为储能系统的储能功率指令值；
步骤a8：计算储能系统执行功率指令值后的荷电状态；
步骤a9：判断储能系统荷电状态是否最优，是则进入步骤a10，否则进入步骤a11；
步骤a10：将滤波函数计算出的分布式光伏阵列的功率高频部分作为储能系统的储能功率指令执行；
步骤a11：荷电状态调节器调节滤波函数增益，所采用的荷电状态调节器在储能系统荷电状态处于低水平并持续降低时，调大增益调节因子值，在储能系统荷电状态处于高水平并持续增大时，调小增益调节因子值；之后返回步骤a3。

Claims (5)

1.分布式光伏储能系统协调控制方法，其特征在于，包括如下过程：
步骤a1：实时监测分布式光伏阵列的功率、储能功率、光伏储能联合并网功率以及储能系统荷电状态；
步骤a2：将当前时刻分布式光伏阵列的功率代入滤波函数；
步骤a3：滤波函数计算出分布式光伏阵列的功率高频部分和低频部分；
步骤a4：计算分布式光伏阵列的功率低频部分波动率；
步骤a5：判断分布式光伏阵列的功率低频部分波动率是否超越波动率限值，是则进入步骤a6，否则进入步骤a7；
步骤a6：波动率调节器调整滤波函数增益，之后返回步骤a3；
步骤a7：将滤波函数计算出的分布式光伏阵列的功率高频部分作为储能系统的储能功率指令值；
步骤a8：计算储能系统执行功率指令值后的荷电状态；
步骤a9：判断储能系统荷电状态是否最优，是则进入步骤a10，否则进入步骤a11；
步骤a10：将滤波函数计算出的分布式光伏阵列的功率高频部分作为储能系统的储能功率指令执行；
步骤a11：荷电状态调节器调节滤波函数增益，之后返回步骤a3。
2.根据权利要求1所述分布式光伏储能系统协调控制方法，其特征在于，所采用的的滤波函数为变增益滤波函数，滤波函数增益变化受滤波后分布式光伏阵列的功率低频部分波动率及储能系统荷电状态影响。
3.根据权利要求1或2所述分布式光伏储能系统协调控制方法，其特征在于，所采用的的滤波函数增益G定义为
Figure FDA0002121679030000021
其中，Covp为先验估计协方差，Covt为测量噪声协方差，λ为增益调节因子。
4.根据权利要求3所述分布式光伏储能系统协调控制方法，其特征在于，所述步骤a6中，所采用的波动率调节器在分布式光伏阵列的功率低频部分波动率超越波动率限值时，调大增益调节因子值。
5.根据权利要求3所述分布式光伏储能系统协调控制方法，其特征在于，所述步骤a11中，所采用的荷电状态调节器在储能系统荷电状态处于低水平并持续降低时，调大增益调节因子值，在储能系统荷电状态处于高水平并持续增大时，调小增益调节因子值。
CN201910609196.7A 2019-07-08 2019-07-08 分布式光伏储能系统协调控制方法 Active CN110350578B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910609196.7A CN110350578B (zh) 2019-07-08 2019-07-08 分布式光伏储能系统协调控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910609196.7A CN110350578B (zh) 2019-07-08 2019-07-08 分布式光伏储能系统协调控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110350578A CN110350578A (zh) 2019-10-18
CN110350578B true CN110350578B (zh) 2020-07-21

Family

ID=68178231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910609196.7A Active CN110350578B (zh) 2019-07-08 2019-07-08 分布式光伏储能系统协调控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110350578B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112848951B (zh) * 2020-12-06 2024-05-14 南京工业大学 一种离网型光储充供电协调控制系统及方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102624023B (zh) * 2011-01-31 2014-07-09 华锐风电科技(集团)股份有限公司 双馈型机组风电场的无功电压控制系统
CN103701144B (zh) * 2013-12-11 2015-08-19 清华大学 一种混合储能系统的功率分配方法
CN103887807B (zh) * 2014-02-25 2016-02-03 国家电网公司 一种基于功率预测的微电网储能装置离网控制方法
CN104184159B (zh) * 2014-06-28 2016-08-24 广东元景能源股份有限公司 光储分布式微网系统中多元储能的协同调度策略
CN105896573B (zh) * 2016-06-03 2018-04-24 西南交通大学 一种用于能源互联网复合储能系统的功率控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110350578A (zh) 2019-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113013893B (zh) 一种新能源场站自适应频率控制方法和系统
CN109494762A (zh) 基于多主站协调控制的光伏电站一次调频控制方法及系统
WO2018196433A1 (zh) 多类型储能多级控制方法
CN108964097B (zh) 抽水蓄能与可再生能源发电协同运行系统及方法
CN110571781B (zh) 直流母线电压控制方法与系统
CN105162172B (zh) 一种并网光伏发电站功率自动控制系统
CN105552893B (zh) 一种直流频率限制器控制方法
CN105914753A (zh) 主动配电网电压实时模糊控制方法
CN103647295B (zh) 微电网储能分段式紧急调频控制方法
CN110048438B (zh) 一种基于模型预测控制的配电网馈线级负荷功率控制方法
CN112491097B (zh) 一种直流储能功率-电压调节方法
CN107994618B (zh) 配电网级光储集群的有功功率调度方法和配电网测控设备
CN110165707A (zh) 基于卡尔曼滤波和模型预测控制的光储系统优化控制方法
CN114696342A (zh) 一种考虑agc协同的风光储场站快速调频控制方法
CN110350578B (zh) 分布式光伏储能系统协调控制方法
CN109755953A (zh) 一种调相机参与的交直流输电系统稳态电压协同控制方法
CN113595117A (zh) 一种混合储能功率分配方法
CN111200300A (zh) 基于优化功率分配的光伏混合储能系统能量管理装置
CN110912136A (zh) 动车组四象限整流控制方法
Kryonidis et al. Use of ultracapacitor for provision of inertial response in virtual synchronous generator: Design and experimental validation
CN113937802A (zh) 一种基于李雅普诺夫优化的微电网实时调度方法及装置
CN111509762B (zh) 一种多端柔性直流换流站的pmt控制方法和系统
CN112821378A (zh) 一种电压调节方法、装置及多元供电系统
CN116799839A (zh) 一种多资源协同功率控制方法、装置及电子设备
CN113098343B (zh) 发电机的输出功率控制方法、装置、系统及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant