CN110970932A - 光伏储能型抽蓄电站备用电源系统及其控制方法 - Google Patents

光伏储能型抽蓄电站备用电源系统及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110970932A
CN110970932A CN201911414982.8A CN201911414982A CN110970932A CN 110970932 A CN110970932 A CN 110970932A CN 201911414982 A CN201911414982 A CN 201911414982A CN 110970932 A CN110970932 A CN 110970932A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy storage
grid
photovoltaic
power
converter
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
CN201911414982.8A
Other languages
English (en)
Inventor
方创新
阚朝晖
胡志平
祁威威
尹义武
李子龙
黄高鹏
郑永
易铭
黄云辉
邓翔天
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.)
Hubei Bailianhe Pumped Storage Power Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
Wuhan University of Technology WUT
State Grid Xinyuan Co Ltd
Original Assignee
Hubei Bailianhe Pumped Storage Power Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
Wuhan University of Technology WUT
State Grid Xinyuan 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 Hubei Bailianhe Pumped Storage Power Co ltd, State Grid Corp of China SGCC, Wuhan University of Technology WUT, State Grid Xinyuan Co Ltd filed Critical Hubei Bailianhe Pumped Storage Power Co ltd
Priority to CN201911414982.8A priority Critical patent/CN110970932A/zh
Publication of CN110970932A publication Critical patent/CN110970932A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • 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
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • 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
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • 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
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及发电技术领域，尤其涉及光伏储能型抽蓄电站备用电源系统及其控制方法，所述系统包括：光伏储能系统，用于作为抽蓄电站的备用电源；控制系统，用于针对抽蓄电站和电网的工作状态，控制光伏储能系统为抽蓄电站供电；所述光伏储能系统通过开关分别与电网和抽蓄电站相连；所述控制系统的输入端分别与电网和抽蓄电站相连，输出端与光伏储能系统相连。所述系统不但易于控制、启动可靠，而且清洁无污染。

Description

光伏储能型抽蓄电站备用电源系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及发电技术领域，尤其涉及光伏储能型抽蓄电站备用电源系统及其控制方法。
背景技术
抽水蓄能电站在电力系统中担负着削峰填谷、调频、调相、事故备用和黑启动等任务，对电网安全、经济、稳定具有十分重要的作用。目前国内大部分抽水蓄能电站均采用柴油发电机组作为厂用电事故备用电源。但是柴油发电机组作为备用电源存在很多问题，比如：柴油发电机是非在线式供电，响应时间较长；存在启动不成功的风险；存在环境污染与后期维护成本较高等问题。因此，为了提高国网新源公司抽水蓄能电站厂用电的可靠性和稳定性，需要补充安全可靠、性能优越、维护成本低的备用电源来保证厂用电系统的稳定运行。
目前，国内已投运抽水蓄能电站基本均采用柴油发电机组作为厂用电事故应急电源，但是柴油发电机组作为应急电源存在以下问题：1)非在线式供电；2)存在启动不成功的风险；3)存在环境污染。4)后期维护成本较高。
发明内容
本发明提供的光伏储能型抽蓄电站备用电源系统及其控制方法，针对上述现有技术中的问题，不但易于控制、启动可靠，而且清洁无污染。
一方面，本发明提供光伏储能型抽蓄电站备用电源系统，包括：
光伏储能系统，用于作为抽蓄电站的备用电源；
控制系统，用于针对抽蓄电站和电网的工作状态，控制光伏储能系统为抽蓄电站供电；
所述光伏储能系统通过开关分别与电网和抽蓄电站相连；
所述控制系统的输入端分别与电网和抽蓄电站相连，输出端与光伏储能系统相连。
进一步地，所述光伏储能系统包括相互并联的储能系统和光伏系统；
所述储能系统包括：依次串联的储能电池，储能侧DC/AC变换器和储能侧滤波调节器；
所述光伏系统包括：依次串联的光伏板、光伏侧DC/DC变换器、光伏侧DC/AC变换器和光伏侧滤波调节器；
所述储能侧滤波调节器的输出端和光伏侧滤波调节器的输出端相互并联后，分别与通过开关分别与电网和抽蓄电站相连。
更进一步地，所述控制系统包括：并离网选择器、并网控制器和离网控制器；所述控制系统的输入端包括：并离网选择器的输入端；
所述并离网选择器，用于实时采集电网和抽蓄电站的并网点的电压和频率判断电网的工作状态：
当电网正常工作时，向并网控制器发送触发信号，向离网控制器发送截止信号，从而使光伏储能系统进入并网模式；
当电网暂态故障时，向并网控制器发送截止信号，向离网控制器发送触发信号，从而使光伏储能系统进入离网模式。
再进一步地，所述控制系统还包括：
黑启动控制器，用于接收抽蓄电站调度室发出的黑启动信号；
当黑启动控制器未接收黑启动信号时，才能启动并离网选择器；
当黑启动控制器接收到黑启动信号后，驱动光伏储能系统进入黑启动模式；
所述控制系统的输入端还包括：黑启动控制器的输入端。
还进一步地，所述并网控制器的输出端分别与储能侧DC/AC变换器和光伏侧DC/DC变换器相连；
所述离网控制器的输出端分别与储能侧DC/AC变换器和光伏侧DC/DC变换器相连；
所述并网控制器和离网控制器的输入端都与并离网选择器的输出端相连。
另一方面，本发明提供专用于光伏储能型抽蓄电站备用电源系统的控制方法，包括：
判断黑启动控制器是否接收到黑启动信号；
若黑启动控制器未接收到黑启动信号，则并离网选择器实时采集电网和抽蓄电站的并网点的电压和频率判断电网的工作状态；
若电网正常工作，则并离网选择器向并网控制器发送触发信号，向离网控制器发送截止信号，使光伏储能系统进入并网模式；
若电网暂态故障，则并离网选择器向并网控制器发送截止信号，向离网控制器(5)发送触发信号，使光伏储能系统进入离网模式。
进一步地，所述光伏储能系统进入并网模式后；
光伏侧DC/DC变换器采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器采用PQ控制方式；以及：
储能系统的输出功率为光伏系统的发电功率，光伏系统的多余电量输送至电网；
或者，储能系统的输出功率为抽蓄电站的负载功率，光伏系统的多余电量输出至储能系统；
或者，储能系统的输出功率为抽蓄电站的负载功率，储能系统与光伏系统共同为抽蓄电站供电；
或者，储能系统的输出功率为光伏系统的发电功率，光伏系统与电网共同为抽蓄电站供电。
更进一步地，所述光伏储能系统进入离网模式后，光伏侧DC/DC变换器采用NON-MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器采用VF控制方式；
或者，光伏侧DC/DC变换器采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器采用VF控制方式，光伏系统的多余电量输出至储能系统；
或者，光伏侧DC/DC变换器采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器采用VF控制方式，储能系统与光伏系统共同为抽蓄电站供电；
或者，光伏侧DC/DC变换器采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器采用VF控制方式，切除非重要负荷，使得功率平衡。
再进一步地，若黑启动控制器接收到黑启动信号，则断开抽蓄电站的负载，判断储能电池电荷状态是否大于预设黑启动值；
若储能电池电荷状态大于预设黑启动值，则断开光伏系统，储能侧DC/AC变换器采用VF控制方式，由储能系统为抽蓄电站供电。
还进一步地，若储能电池电荷状态小于等于预设黑启动值，则光伏侧DC/DC变换器采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器采用VF控制方式，光伏系统的多余电量输出至储能系统，直至储能电池大于预设黑启动值。
在本发明中，用光伏储能系统作为备用电源，相比与柴油发电机组光伏储能系统以太阳能为一次能源，通过光能转换进行发电，基本为零污染，符合国家清洁绿色发展大方向。另外针对光伏储能系统的控制系统，能够判定抽蓄电站和电网的工作状态后，在对光伏储能系统进行控制。由此，光伏储能系统的可靠性高，并且易于控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供的光伏储能型抽蓄电站备用电源系统，包括：
光伏储能系统1，用于作为抽蓄电站的备用电源；
控制系统，用于针对抽蓄电站和电网的工作状态，控制光伏储能系统1为抽蓄电站供电；
所述光伏储能系统1通过开关分别与电网20和抽蓄电站相连；
所述控制系统的输入端分别与电网20和抽蓄电站相连，输出端与光伏储能系统1相连。
所述光伏储能系统1包括相互并联的储能系统和光伏系统；
所述储能系统包括：依次串联的储能电池11，储能侧DC/AC变换器12和储能侧滤波调节器16；
所述光伏系统包括：依次串联的光伏板13、光伏侧DC/DC变换器14、光伏侧DC/AC变换器15和光伏侧滤波调节器26；
所述储能侧滤波调节器16的输出端和光伏侧滤波调节器26的输出端相互并联后，分别与通过开关分别与电网20和抽蓄电站相连。光伏侧DC/AC变换器15将直流电逆变为交流电。储能侧滤波调节器16和光伏侧滤波调节器26都是用于对输入交流电流滤波。
在本实施例中，光伏侧DC/DC变换器14用于将直流电电压升高，又被称为升压变换器BOOST。
所述控制系统包括：并离网选择器2、并网控制器4和离网控制器5；所述控制系统的输入端包括：并离网选择器2的输入端；
所述并离网选择器2，用于实时采集电网20和抽蓄电站的并网点的电压Ua、Ub、Uc和频率f判断电网20的工作状态：
当电网20正常工作时，向并网控制器4发送触发信号，向离网控制器5发送截止信号，从而使光伏储能系统1进入并网模式；
当电网20暂态故障时，向并网控制器4发送截止信号，向离网控制器5发送触发信号，从而使光伏储能系统1进入离网模式。
所述控制系统还包括：
黑启动控制器6，用于接收抽蓄电站调度室3发出的黑启动信号；
当黑启动控制器6未接收黑启动信号时，才能启动并离网选择器2；
当黑启动控制器6接收到黑启动信号后，驱动光伏储能系统1进入黑启动模式；
所述控制系统的输入端还包括：黑启动控制器6的输入端。
所述并网控制器4的输出端分别与储能侧DC/AC变换器12和光伏侧DC/DC变换器14相连；
所述离网控制器5的输出端分别与储能侧DC/AC变换器12和光伏侧DC/DC变换器14相连；
所述并网控制器4和离网控制器5的输入端都与并离网选择器2的输出端相连。
在本实施例中，电网20与光伏储能系统1之间连接有变压器17、变压器18和电抗器19。变压器18的两侧各设置有一个开关。变压器17为0.4/10.5KV升压变压器，变压器18为15.75/10.5KV降压变压器。变压器17和变压器18之间为抽蓄电站的接入点，所述接入点的两侧分别作为并网点取电压和频率送至并离网选择器2。变压器17与接入点之间也设置有一个开关。储能系统和光伏系统中分别也设置有一个开关。
在本实施例中，为方便举例，抽蓄电站由四组并联负载表示。负载包括：重要负载7、重要负载8、重要负载9和重要负载10。每个重要负载都分别串联一个开关和一个变压器(如图1中变压器21至24)。变压器21至24为10.5/0.4KV降压变压器。
本发明所述的备用电源系统的有益效果在于：
1.在线式供电：并网与离网供电模式间可实现无缝切换，从厂用电出现故障到光伏储能系统开始离网供电之间无中断时间；
2.可靠性高：当厂用电系统出现故障时，重要负荷可立刻切换至光伏储能系统供电，控制灵活可靠；在厂用电正常运行时，光伏储能系统亦可为电站办公及生活供电，降低生产成本，提高电站综合转换效率；
3.清洁无污染：光伏储能系统以太阳能为一次能源，通过光能转换进行发电，基本为零污染，符合国家清洁绿色发展大方向；
4.后期维护成本低：可以实现无人值守，定期维护工作量小。
所述备用电源系统的控制方法如下：
如图2所示，针对光伏储能系统1，设置有九种工作模式：
工作模式一：光伏侧DC/DC变换器14采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器12采用PQ控制方式，储能系统的输出功率为光伏系统的发电功率，光伏系统的多余电量输送至电网(20)；
工作模式二：光伏侧DC/DC变换器14采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器12采用PQ控制方式，储能系统的输出功率为抽蓄电站的负载功率，光伏系统的多余电量输出至储能系统；
其中，多余电量是指光伏系统发出的功率提供负载功率后还剩下的多余功率；
工作模式三：光伏侧DC/DC变换器14采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器12采用PQ控制方式，储能系统的输出功率为抽蓄电站的负载功率，储能系统与光伏系统共同为抽蓄电站供电；
工作模式四：光伏侧DC/DC变换器14采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器12采用PQ控制方式，储能系统的输出功率为光伏系统的发电功率，光伏系统与电网(20)共同为抽蓄电站供电；
工作模式五：光伏侧DC/DC变换器14采用NON-MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器12采用VF控制方式；
工作模式六：光伏侧DC/DC变换器14采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器12采用VF控制方式，光伏系统的多余电量输出至储能系统；
工作模式七：光伏侧DC/DC变换器14采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器12采用VF控制方式，储能系统与光伏系统共同为抽蓄电站供电；
工作模式八：光伏侧DC/DC变换器14采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器12采用VF控制方式，切除抽水蓄能电站的Ⅲ类负荷，使得功率平衡；
其中，Ⅰ类负荷是指短时停电也可能造成设备损坏，危及人身安全、导致主机停运的负荷，如调速器、球阀油泵电源等；Ⅱ类负荷指的是允许短时停电，恢复供电后，不至于造成生产紊乱的厂用负荷；
工作模式九：断开光伏系统，储能侧DC/AC变换器12采用VF控制方式，由储能系统为抽蓄电站供电。
其中，MPPT控制方式指的是最大功率点跟踪控制，它能够实现光伏系统的最大功率输出；PQ控制方式指的是恒功率控制，它能够实现储能系统的恒定有功功率和无功功率输出；NON-MPPT控制指的是非最大功率跟踪控制，当负荷功率小于光伏能够发出的最大功率时，它能够实现光伏系统根据负荷大小来发出功率；VF控制指的是恒压恒频控制，它能够实现储能系统为并网点提供稳定的电压与频率。
步骤1、判断黑启动控制器6是否接收到黑启动信号；
步骤1.1、若黑启动控制器6未接收到黑启动信号，则并离网选择器2实时采集电网20和抽蓄电站的并网点的电压和频率判断电网20的工作状态；
步骤1.2、若黑启动控制器6接收到黑启动信号，则先断开抽蓄电站的所有用电的负荷负载，判断储能电池11电荷状态SOC是否大于预设黑启动值(70％)；若储能电池11SOC大于70％，则进入工作模式九；
步骤1.3、若储能电池11SOC小于等于70％，则光伏侧DC/DC变换器14采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器12采用VF控制方式，光伏系统的多余电量输出至储能系统，直至储能电池11大于70％。
步骤2、若电网20正常工作，则并离网选择器2向并网控制器4发送触发信号，向离网控制器5发送截止信号，使光伏储能系统1进入并网模式；
步骤2.1、当光伏系统发电功率Ppv大于抽蓄电站负载功率Pload时，且储能电池11电荷状态SOC大于等于上限值(80％)时，则进入工作模式一；
步骤2.2、当光伏系统发电功率Ppv大于抽蓄电站负载功率Pload时，且储能电池11电荷状态SOC小于80％时，则进入工作模式二；
步骤2.3、当光伏系统发电功率Ppv小于抽蓄电站负载功率Pload时，且储能电池11电荷状态SOC大于预设值(20％)时，则进入工作模式三；
步骤2.4、当光伏系统发电功率Ppv小于抽蓄电站负载功率Pload时，且储能电池11电荷状态SOC小于等于20％时，则进入工作模式四。
步骤3、若电网20暂态故障，则并离网选择器2向并网控制器4发送截止信号，向离网控制器5发送触发信号，使光伏储能系统1进入离网模式；
步骤3.1、当光伏系统发电功率Ppv大于抽蓄电站负载功率Pload时，且储能电池11电荷状态SOC大于等于80％时，则进入工作模式五；
步骤3.2、当光伏系统发电功率Ppv大于抽蓄电站负载功率Pload时，且储能电池11电荷状态SOC小于80％时，则进入工作模式六；
步骤3.3、当光伏系统发电功率Ppv小于抽蓄电站负载功率Pload时，且储能电池11电荷状态SOC大于20％时，则进入工作模式七；
步骤3.4、当光伏系统发电功率Ppv小于抽蓄电站负载功率Pload时，且储能电池11电荷状态SOC小于等于20％时，则进入工作模式八。
本用于储能系统作为抽蓄电站备用电源的控制方法的有益效果是：对抽蓄电站厂用电的特点与需求，有针对性的提出了光伏储能系统的控制方法。实现了并离网的无缝切换，从厂用电出现故障到光伏储能系统开始离网供电之间无中断时间；考虑到了光伏发电的间歇性、随机性、波动性给机组黑启动带来的影响，故在进行机组黑启动时，将光伏系统切除。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏储能型抽蓄电站备用电源系统，其特征在于，包括：
光伏储能系统(1)，用于作为抽蓄电站的备用电源；
控制系统，用于针对抽蓄电站和电网的工作状态，控制光伏储能系统(1)为抽蓄电站供电；
所述光伏储能系统(1)通过开关分别与电网(20)和抽蓄电站相连；
所述控制系统的输入端分别与电网(20)和抽蓄电站相连，输出端与光伏储能系统(1)相连。
2.根据权利要求1所述的光伏储能型抽蓄电站备用电源系统，其特征在于，所述光伏储能系统(1)包括相互并联的储能系统和光伏系统；
所述储能系统包括：依次串联的储能电池(11)，储能侧DC/AC变换器(12)和储能侧滤波调节器(16)；
所述光伏系统包括：依次串联的光伏板(13)、光伏侧DC/DC变换器(14)、光伏侧DC/AC变换器(15)和光伏侧滤波调节器(26)；
所述储能侧滤波调节器(16)的输出端和光伏侧滤波调节器(26)的输出端相互并联后，分别与通过开关分别与电网(20)和抽蓄电站相连。
3.根据权利要求2所述的光伏储能型抽蓄电站备用电源系统，其特征在于，所述控制系统包括：并离网选择器(2)、并网控制器(4)和离网控制器(5)；所述控制系统的输入端包括：并离网选择器(2)的输入端；
所述并离网选择器(2)，用于实时采集电网(20)和抽蓄电站的并网点的电压和频率判断电网(20)的工作状态：
当电网(20)正常工作时，向并网控制器(4)发送触发信号，向离网控制器(5)发送截止信号，从而使光伏储能系统(1)进入并网模式；
当电网(20)暂态故障时，向并网控制器(4)发送截止信号，向离网控制器(5)发送触发信号，从而使光伏储能系统(1)进入离网模式。
4.根据权利要求3所述的光伏储能型抽蓄电站备用电源系统，其特征在于，所述控制系统还包括：
黑启动控制器(6)，用于接收抽蓄电站调度室(3)发出的黑启动信号；
当黑启动控制器(6)未接收黑启动信号时，才能启动并离网选择器(2)；
当黑启动控制器(6)接收到黑启动信号后，驱动光伏储能系统(1)进入黑启动模式；
所述控制系统的输入端还包括：黑启动控制器(6)的输入端。
5.根据权利要求4所述的光伏储能型抽蓄电站备用电源系统，其特征在于，所述并网控制器(4)的输出端分别与储能侧DC/AC变换器(12)和光伏侧DC/DC变换器(14)相连；
所述离网控制器(5)的输出端分别与储能侧DC/AC变换器(12)和光伏侧DC/DC变换器(14)相连；
所述并网控制器(4)和离网控制器(5)的输入端都与并离网选择器(2)的输出端相连。
6.一种专用于权利要求5所述的光伏储能型抽蓄电站备用电源系统的控制方法，其特征在于，包括：
判断黑启动控制器(6)是否接收到黑启动信号；
若黑启动控制器(6)未接收到黑启动信号，则并离网选择器(2)实时采集电网(20)和抽蓄电站的并网点的电压和频率判断电网(20)的工作状态；
若电网(20)正常工作，则并离网选择器(2)向并网控制器(4)发送触发信号，向离网控制器(5)发送截止信号，使光伏储能系统(1)进入并网模式；
若电网(20)暂态故障，则并离网选择器(2)向并网控制器(4)发送截止信号，向离网控制器(5)发送触发信号，使光伏储能系统(1)进入离网模式。
7.根据权利要求6所述的光伏储能型抽蓄电站备用电源系统的控制方法，其特征在于，所述光伏储能系统(1)进入并网模式后；
光伏侧DC/DC变换器(14)采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器(12)采用PQ控制方式；以及：
储能系统的输出功率为光伏系统的发电功率，光伏系统的多余电量输送至电网(20)；
或者，储能系统的输出功率为抽蓄电站的负载功率，光伏系统的多余电量输出至储能系统；
或者，储能系统的输出功率为抽蓄电站的负载功率，储能系统与光伏系统共同为抽蓄电站供电；
或者，储能系统的输出功率为光伏系统的发电功率，光伏系统与电网(20)共同为抽蓄电站供电。
8.根据权利要求6所述的光伏储能型抽蓄电站备用电源系统的控制方法，其特征在于，所述光伏储能系统(1)进入离网模式后，光伏侧DC/DC变换器(14)采用NON-MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器(12)采用VF控制方式；
或者，光伏侧DC/DC变换器(14)采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器(12)采用VF控制方式，光伏系统的多余电量输出至储能系统；
或者，光伏侧DC/DC变换器(14)采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器(12)采用VF控制方式，储能系统与光伏系统共同为抽蓄电站供电；
或者，光伏侧DC/DC变换器(14)采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器(12)采用VF控制方式，切除非重要负荷，使得功率平衡。
9.根据权利要求6所述的光伏储能型抽蓄电站备用电源系统的控制方法，其特征在于，若黑启动控制器(6)接收到黑启动信号，则断开抽蓄电站的负载，判断储能电池(11)电荷状态是否大于预设黑启动值；
若储能电池(11)电荷状态大于预设黑启动值，则断开光伏系统，储能侧DC/AC变换器(12)采用VF控制方式，由储能系统为抽蓄电站供电。
10.根据权利要求9所述的光伏储能型抽蓄电站备用电源系统的控制方法，其特征在于，若储能电池(11)电荷状态小于等于预设黑启动值，则光伏侧DC/DC变换器(14)采用MPPT控制方式，储能侧DC/AC变换器(12)采用VF控制方式，光伏系统的多余电量输出至储能系统，直至储能电池(11)大于预设黑启动值。
CN201911414982.8A 2019-12-31 2019-12-31 光伏储能型抽蓄电站备用电源系统及其控制方法 Pending CN110970932A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911414982.8A CN110970932A (zh) 2019-12-31 2019-12-31 光伏储能型抽蓄电站备用电源系统及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911414982.8A CN110970932A (zh) 2019-12-31 2019-12-31 光伏储能型抽蓄电站备用电源系统及其控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110970932A true CN110970932A (zh) 2020-04-07

Family

ID=70037593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911414982.8A Pending CN110970932A (zh) 2019-12-31 2019-12-31 光伏储能型抽蓄电站备用电源系统及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110970932A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112510737A (zh) * 2020-11-25 2021-03-16 国网湖南省电力有限公司 一种光伏储能充电站并离网协同控制方法及系统
CN117439230A (zh) * 2023-10-31 2024-01-23 广东首航智慧新能源科技有限公司 储能模块及其启动方法与储能系统及其启动方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112510737A (zh) * 2020-11-25 2021-03-16 国网湖南省电力有限公司 一种光伏储能充电站并离网协同控制方法及系统
CN117439230A (zh) * 2023-10-31 2024-01-23 广东首航智慧新能源科技有限公司 储能模块及其启动方法与储能系统及其启动方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102427266B (zh) 一种多功能光伏ups系统及其控制方法
CN103457514B (zh) 双模太阳能光伏发电系统
CN103441566A (zh) 一种市电、光伏电池和储能电池协同供电系统及方法
CN104320048A (zh) 一种具有储能功能的光伏发电系统及其协调供电方法
CN108183545B (zh) 一种用于数据中心的多能源微网供电系统
CN111953016B (zh) 一种移动式多能源微电网控制方法及系统
CN101262145A (zh) 连接到电网的不间断电源
CN105978008B (zh) 一种具有风场黑启动功能的液流电池储能系统及其工作方法
TW201803241A (zh) 分散模組式併網轉換裝置及其控制方法
CN104795881A (zh) 风光互补供电控制器及微电网系统及微电网系统供电方法
CN110970932A (zh) 光伏储能型抽蓄电站备用电源系统及其控制方法
CN105529735A (zh) 并网光伏发电系统
CN108347067A (zh) 一种含有电池储能和发电机的微网架构和控制方法
CN203406827U (zh) 双模太阳能光伏发电装置
CN111293777A (zh) 一种用于多站融合的电力运行不间断供电系统及方法
KR102222560B1 (ko) 에너지 저장 시스템
CN203312826U (zh) 光伏智能全网发电系统
CN202405799U (zh) 一种基于直流母线的风电独立电网系统
CN211183437U (zh) 光伏储能型抽蓄电站备用电源系统
KR102257906B1 (ko) 에너지 저장 시스템
CN202888860U (zh) 离并两用光伏逆变器
CN204559220U (zh) 风光互补供电控制器及微电网系统
Ramprabu et al. Energy Management System based on Interleaved Landsman Converter using Hybrid Energy Sources
CN208158135U (zh) 一种含有电池储能和发电机的微网架构
CN111969627A (zh) 电能质量优化系统和孤岛微电网

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