CN114512996A - 配电系统及其电网侧功率波动的平滑控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种配电系统及其电网侧功率波动的平滑控制装置和方法，涉及能源管理技术领域，所述配电系统包括电网、负载和储能装置，电网、负载和储能装置均连接于公共连接点，所述平滑控制装置包括：连接于储能装置与公共连接点之间的功率变换电路；第一电流检测单元，用于检测电网输出的第一电流，以得到第一电流的检测值；第二电流检测单元，用于检测功率变换电路输出的第二电流，以得到第二电流的检测值；控制器，用于根据第一电流的检测值和第二电流的检测值对功率变换电路进行控制，以调节储能装置的输出，实现对电网侧功率波动的抑制。本发明能够实现电网侧功率波动的快速调节，有效抑制发电侧或用电侧的暂态行为引起的电网侧功率波动。

Description

配电系统及其电网侧功率波动的平滑控制装置和方法

技术领域

本发明涉及能源管理技术领域，具体涉及一种配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置、一种配电系统和一种配电系统中电网侧功率波动的平滑控制方法。

背景技术

目前，光伏系统等新能源发电系统已逐渐普及，在为用户带来大量清洁能源的同时，也使得整个配电系统更加复杂。其给配电系统带来的问题之一是新能源发电系统并网时会引起电网侧功率波动，严重影响电能质量。

目前对于电网侧功率波动的抑制主要是关注发电侧引起的功率波动，而当配电系统发生负载的切换动作时（比如负载投入和负载切出），现有的抑制方式无法达到抑制电网侧功率波动的效果。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种配电系统及其电网侧功率波动的平滑控制装置和方法，能够实现电网侧功率波动的快速调节，有效抑制发电侧或用电侧的暂态行为引起的电网侧功率波动。

本发明采用的技术方案如下：

一种配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置，所述配电系统包括电网、负载和储能装置，所述电网、所述负载和所述储能装置均连接于公共连接点，所述平滑控制装置包括：功率变换电路，所述功率变换电路连接于所述储能装置与所述公共连接点之间；第一电流检测单元，所述第一电流检测单元用于检测所述电网输出的第一电流，以得到所述第一电流的检测值；第二电流检测单元，所述第二电流检测单元用于检测所述功率变换电路输出的第二电流，以得到所述第二电流的检测值；控制器，所述控制器分别与所述功率变换电路、所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元相连，所述控制器用于根据所述第一电流的检测值和所述第二电流的检测值对所述功率变换电路进行控制，以调节所述储能装置的输出，实现对电网侧功率波动的抑制。

所述控制器具体用于根据所述第一电流的检测值获取所述第一电流的变化率，并根据所述第一电流的变化率得到所述储能装置所要补偿输出的阶跃量和回落量，以及根据所述阶跃量和所述回落量计算所述第二电流的参考值，并根据所述第二电流的参考值和所述第二电流的检测值生成平滑控制信号，所述功率变换电路用于根据所述平滑控制信号对输出的第二电流进行调整，以实现对所述储能装置的输出的调节。

所述控制器包括：变化率上限输出模块，所述变化率上限输出模块用于输出所述第一电流的变化率上限；变化率给定模块，所述变化率给定模块与所述变化率上限输出模块相连，所述变化率给定模块用于根据所述第一电流的变化率上限得到所述第一电流的变化率给定值；第一获取模块，所述第一获取模块与所述第一电流检测单元相连，所述第一获取模块用于获取所述第一电流的检测值；变化率计算模块，所述变化率计算模块与所述第一获取模块相连，所述变化率计算模块用于根据所述第一电流的检测值计算所述第一电流的变化率；第一加法器，所述第一加法器的正输入端与所述变化率给定模块相连，所述第一加法器的负输入端与所述变化率计算模块相连；阶跃观测器，所述阶跃观测器的输入端与所述第一加法器的输出端相连，所述阶跃观测器用于根据所述第一加法器的输出值得到所述储能装置所要补偿输出的阶跃量；回落观测器，所述回落观测器的两个输入端分别与所述变化率上限输出模块和所述阶跃观测器的输出端相连，所述回落观测器用于根据所述储能装置所要补偿输出的阶跃量和所述第一电流的变化率上限得到所述储能装置所要补偿输出的回落量；第二加法器，所述第二加法器的一个正输入端与所述阶跃观测器的输出端相连，所述第二加法器的另一个正输入端与所述回落观测器的输出端相连，所述第二加法器用于计算所述第二电流的参考值；第二获取模块，所述第二获取模块与所述第二电流检测单元相连，所述第二获取模块用于获取所述第二电流的检测值；第三加法器，所述第三加法器的正输入端与所述第二加法器的输出端相连，所述第三加法器的负输入端与所述第二获取模块相连；第一调节器，所述第一调节器的输入端与所述第三加法器的输出端相连，所述第一调节器的输出端与所述功率变换电路相连，所述第一调节器用于根据所述第二电流的参考值和所述第二电流的检测值生成所述平滑控制信号。

所述阶跃观测器包括误差校准子模块和第二调节器，所述误差校准子模块用于对所述第一加法器的输出值进行校准，所述第二调节器用于根据校准后的所述第一加法器的输出值生成所述阶跃量。

所述回落观测器包括边沿检测子模块、稳定检测子模块、锁存器和回落控制子模块，所述边沿检测子模块用于对所述阶跃量进行上升沿和下降沿的检测，并在检测到上升沿或下降沿时生成复位信号，所述稳定检测子模块用于根据所述复位信号对所述阶跃量进行稳定检测，并在确认所述阶跃量稳定后生成使能信号并同时输入所述锁存器和所述回落控制子模块，所述锁存器用于锁存接收到所述使能信号时的所述阶跃量作为初始值，所述回落控制子模块用于根据所述使能信号、所述初始值、所述复位信号和所述第一电流的变化率上限生成所述回落量。

在所述回落控制子模块进行回落控制的持续时间内，所述回落量的表达式如下：

其中，

为所述回落量，

为所述初始值，K_max为所述 第一电流的变化率上限，t为当前时间，t_start为所述回落控制子模块接收到所述使能信号开 始进行回落控制的时间，

为所述使能信号，S_reset为所述复位信号。

所述第一调节器和所述第二调节器均为PI（Proportional Integral，比例积分）调节器。

一种配电系统，包括上述的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置。

一种配电系统中电网侧功率波动的平滑控制方法，所述配电系统包括电网、负载和储能装置，所述电网、所述负载和所述储能装置均连接于公共连接点，在所述储能装置与所述公共连接点之间还连接有功率变换电路，所述平滑控制方法包括以下步骤：检测所述电网输出的第一电流，以得到所述第一电流的检测值；检测所述功率变换电路输出的第二电流，以得到所述第二电流的检测值；根据所述第一电流的检测值和所述第二电流的检测值对所述功率变换电路进行控制，以调节所述储能装置的输出，实现对电网侧功率波动的抑制。

根据所述第一电流的检测值和所述第二电流的检测值对所述功率变换电路进行控制，以调节所述储能装置的输出，具体包括：根据所述第一电流的检测值获取所述第一电流的变化率，并根据所述第一电流的变化率得到所述储能装置所要补偿输出的阶跃量和回落量，以及根据所述阶跃量和所述回落量计算所述第二电流的参考值，并根据所述第二电流的参考值和所述第二电流的检测值生成平滑控制信号；所述功率变换电路根据所述平滑控制信号对输出的第二电流进行调整，以实现对所述储能装置的输出的调节。

本发明的有益效果：

本发明通过分别检测电网和储能装置流入公共连接点的电流，并基于检测到的电流对储能装置的输出进行调节，由此，能够实现电网侧功率波动的快速调节，有效抑制发电侧或用电侧的暂态行为引起的电网侧功率波动。

附图说明

图1为本发明实施例的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置的方框示意图；

图2为本发明一个实施例的控制器的结构示意图；

图3为本发明一个实施例的阶跃观测器的方框示意图；

图4为本发明一个实施例的回落观测器的方框示意图；

图5为本发明实施例的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制方法的流程图。

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，本发明实施例的配电系统包括电网100、负载200和储能装置300，电网100、负载200和储能装置300均连接于公共连接点PCC。平滑控制装置400包括功率变换电路410、第一电流检测单元420、第二电流检测单元430和控制器440，其中，功率变换电路410连接于储能装置300与公共连接点PCC之间；第一电流检测单元420用于检测电网100输出的第一电流，以得到第一电流的检测值；第二电流检测单元430用于检测功率变换电路410输出的第二电流，以得到第二电流的检测值；控制器440分别与功率变换电路410、第一电流检测单元420和第二电流检测单元430相连，控制器440用于根据第一电流的检测值和第二电流的检测值对功率变换电路410进行控制，以调节储能装置300的输出，实现对电网侧功率波动的抑制。

具体地，控制器440可根据第一电流的检测值获取第一电流的变化率，并根据第一电流的变化率得到储能装置300所要补偿输出的阶跃量和回落量，以及根据阶跃量和回落量计算第二电流的参考值，并根据第二电流的参考值和第二电流的检测值生成平滑控制信号，功率变换电路410可根据平滑控制信号对输出的第二电流进行调整，以实现对储能装置300的输出的调节。

在本发明的一个具体实施例中，第一电流检测单元420包括设置于电网100与公共连接点PCC之间的电流传感器，第二电流检测单元430包括设置于功率变换电路410与公共连接点PCC之间的电流传感器。电网100可为单相220V民用电电网，负载200可为充电桩，储能装置300可处于光伏储能系统中，或处于其他形式的新能源发电系统中。

根据本发明实施例的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置，通过分别检测电网和储能装置流入公共连接点的电流，并基于检测到的电流对储能装置的输出进行调节，由此，能够实现电网侧功率波动的快速调节，有效抑制发电侧或用电侧的暂态行为引起的电网侧功率波动。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，控制器440包括变化率上限输出模块1、变化率给定模块2、第一获取模块3、变化率计算模块4、第一加法器5、阶跃观测器6、回落观测器7、第二加法器8、第二获取模块9、第三加法器10和第一调节器11。变化率上限输出模块1用于输出第一电流的变化率上限K_max；变化率给定模块2与变化率上限输出模块1相连，变化率给定模块2用于根据第一电流的变化率上限K_max得到第一电流的变化率给定值△I_{1_ref}；第一获取模块3与第一电流检测单元420相连，第一获取模块3用于获取第一电流的检测值I_{1_fb}；变化率计算模块4与第一获取模块3相连，变化率计算模块4用于根据第一电流的检测值I_{1_fb}计算第一电流的变化率△I_{1_fb}；第一加法器5的正输入端与变化率给定模块2相连，第一加法器5的负输入端与变化率计算模块4相连；阶跃观测器6的输入端与第一加法器5的输出端相连，阶跃观测器6用于根据第一加法器5的输出值，即第一电流的变化率△I_{1_fb}与第一电流的变化率给定值△I_{1_ref}之间的误差信号△I_{1_ref}-△I_{1_fb}得到储能装置300所要补偿输出的阶跃量I_{2_ref_step}；回落观测器7的两个输入端分别与变化率上限输出模块1和阶跃观测器6的输出端相连，回落观测器7用于根据储能装置300所要补偿输出的阶跃量I_{2_ref_step}和第一电流的变化率上限K_max得到储能装置300所要补偿输出的回落量I_{2_ref_fallback}；第二加法器8的一个正输入端与阶跃观测器6的输出端相连，第二加法器8的另一个正输入端与回落观测器7的输出端相连，第二加法器8用于计算第二电流的参考值I_{2_ref}；第二获取模块9与第二电流检测单元430相连，第二获取模块9用于获取第二电流的检测值I_{2_fb}；第三加法器10的正输入端与第二加法器8的输出端相连，第三加法器10的负输入端与第二获取模块9相连；第一调节器11的输入端与第三加法器10的输出端相连，第一调节器11的输出端与功率变换电路410相连，第一调节器11用于根据第二电流的参考值I_{2_ref}和第二电流的检测值I_{2_fb}生成平滑控制信号，该平滑控制信号输入到功率变换电路410。

其中，变化率上限输出模块1所输出的第一电流的变化率上限K_max可以是预先存储的，其具体数值大小可根据对于电网侧功率波动抑制程度的需求来设定，应当理解的是，若第一电流的变化率上限K_max较大，则在进行平滑控制后的电网侧功率波动会相对较大，即抑制程度较小，若第一电流的变化率上限K_max较小，则在进行平滑控制后的电网侧功率波动会相对较小，即抑制程度较大。

变化率给定模块2可输出双向限幅的第一电流的变化率给定值△I_{1_ref}，满足

或

。

如图3所示，阶跃观测器6包括误差校准子模块601和第二调节器602，误差校准子模块601用于对第一加法器5的输出值，即误差信号△I_{1_ref}-△I_{1_fb}进行校准，第二调节器602用于根据校准后的第一加法器的输出值△I_{1_ref}-△I_{1_fb}生成阶跃量I_{2_ref_step}。即本发明实施例中的阶跃观测器6实现的是对待调节信号进行误差校准后的调节。

误差校准子模块601可实现对误差信号的带通处理，只有当误差信号足够大时，才允许误差信号通过，否则将会被当成零处理，能够有效避免过度调节。由于调节器的调节有正向调节和反向调节两种状态，正向调节时第一电流变化率为正，反向调节时第一电流变化率为负。当处于正向调节状态时，误差校准子模块601的表达式如下：

当处于反向调节状态时，误差校准子模块601的表达式如下：

其中，k表示第一加法器5的输出值，k_calib表示校准后的第一加法器5的输出值。

第二调节器602为PI调节器，可对第一电流的变化率△I_{1_fb}与第一电流的变化率给定值△I_{1_ref}之间的误差信号△I_{1_ref}-△I_{1_fb}进行PI调节，以得到储能装置300所要补偿输出的阶跃量I_{2_ref_step}。

本发明实施例通过阶跃观测器6可识别出外部事件，例如负载投入、负载切出、发电功率骤降等，以PI调节器为核心，给出储能装置300所要补偿输出的阶跃部分。

如图4所示，回落观测器7包括边沿检测子模块701、稳定检测子模块702、锁存器 703和回落控制子模块704，边沿检测子模块701用于对阶跃量I_{2_ref_step}进行上升沿和下降 沿的检测，并在检测到上升沿或下降沿时生成复位信号S_reset，稳定检测子模块702用于根据 复位信号S_reset对阶跃量I_{2_ref_step}进行稳定检测，即接收到复位信号S_reset后启动稳定检测， 并在确认阶跃量I_{2_ref_step}稳定后生成使能信号S_enable并同时输入锁存器703和回落控制子 模块704，锁存器703用于锁存接收到使能信号S_enable时的阶跃量作为初始值

，回 落控制子模块704用于根据使能信号S_enable、初始值

、复位信号S_reset和第一电流 的变化率上限K_max生成回落量。

在回落控制子模块704进行回落控制的持续时间T内，即t＜T时，回落量的表达式如下：

其中，

为回落量，t为当前时间，t_start为回落控制子模块704接收 到使能信号S_enable开始进行回落控制的时间，sign(I_{2_ref_start})函数为取符号函数，当 I_{2_ref_start}为正数时，输出1，I_{2_ref_start}为负数时，输出-1。

当t≥T时，有：

本发明实施例通过回落观测器7按照第一电流的变化率上限和对阶跃量的逻辑处理，给出储能装置300所要补偿输出的回落部分，实现补偿输出的有序退出。

第一调节器11也可为PI调节器，其以阶跃观测器6输出的阶跃量I_{2_ref_step}与回落 观测器7输出的回落量

之和，即第二电流的参考值I_{2_ref}作为给定值，以第 二电流的检测值I_{2_fb}作为反馈值，进行PI调节，输出PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽 度调制）形式的平滑控制信号，控制功率变换电路410中的开关管，调整功率变换电路410的 输出电流，以实现对储能装置300的输出的调节，进而实现对电网侧功率波动的抑制。

本发明实施例通过阶跃观测器识别外部事件，进而实现电网侧功率波动的平滑控制，相对于通过预测模型识别外部事件和通过外部指令实现被动控制而言，能够提高控制的准确性，而且本发明实施例的阶跃观测器和回落观测器等的运算逻辑简单，运算量较小，控制速度快，能够保障控制的实时性，对处理器的算力要求低，可部署在通用的实时处理芯片，比如DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理）芯片中。

基于上述实施例的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置，本发明还提出一种配电系统。

本发明实施例的配电系统，包括本发明上述任一实施例的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置，其具体的实施方式可参照上述实施例，在此不再赘述。

根据本发明实施例的配电系统，能够实现电网侧功率波动的快速调节，有效抑制发电侧或用电侧的暂态行为引起的电网侧功率波动。

对应上述实施例的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置，本发明还提出一种配电系统中电网侧功率波动的平滑控制方法。

如图5所示，本发明实施例的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制方法包括以下步骤：

S1，检测电网输出的第一电流，以得到第一电流的检测值。

S2，检测功率变换电路输出的第二电流，以得到第二电流的检测值。

S3，根据第一电流的检测值和第二电流的检测值对功率变换电路进行控制，以调节储能装置的输出，实现对电网侧功率波动的抑制。

具体地，可根据第一电流的检测值获取第一电流的变化率，并根据第一电流的变化率得到储能装置所要补偿输出的阶跃量和回落量，以及根据阶跃量和回落量计算第二电流的参考值，并根据第二电流的参考值和第二电流的检测值生成平滑控制信号，功率变换电路可根据平滑控制信号对输出的第二电流进行调整，以实现对储能装置的输出的调节。

进一步地，步骤S3可包括以下子步骤：获取第一电流的变化率上限K_max；根据第一电流的变化率上限K_max得到第一电流的变化率给定值△I_{1_ref}；获取第一电流的检测值I_{1_fb}；根据第一电流的检测值I_{1_fb}计算第一电流的变化率△I_{1_fb}；计算第一电流的变化率△I_{1_fb}与第一电流的变化率给定值△I_{1_ref}之间的误差信号△I_{1_ref}-△I_{1_fb}；根据第一电流的变化率△I_{1_fb}与第一电流的变化率给定值△I_{1_ref}之间的误差信号△I_{1_ref}-△I_{1_fb}得到储能装置所要补偿输出的阶跃量I_{2_ref_step}；根据储能装置所要补偿输出的阶跃量I_{2_ref_step}和第一电流的变化率上限K_max得到储能装置所要补偿输出的回落量I_{2_ref_fallback}；计算阶跃量I_{2_ref_step}和回落量I_{2_ref_fallback}之和，作为第二电流的参考值I_{2_ref}；获取第二电流的检测值I_{2_fb}；计算第二电流的检测值I_{2_fb}与第二电流的参考值I_{2_ref}之间的误差信号I_{2_ref}-I_{2_fb}；根据第二电流的检测值I_{2_fb}与第二电流的参考值I_{2_ref}之间的误差信号I_{2_ref}-I_{2_fb}生成PWM形式的平滑控制信号，该平滑控制信号输入到功率变换电路，控制功率变换电路中的开关管，调整功率变换电路的输出电流，以实现对储能装置的输出的调节，进而实现对电网侧功率波动的抑制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置，其特征在于，所述配电系统包括电网、负载和储能装置，所述电网、所述负载和所述储能装置均连接于公共连接点，所述平滑控制装置包括：

功率变换电路，所述功率变换电路连接于所述储能装置与所述公共连接点之间；

第一电流检测单元，所述第一电流检测单元用于检测所述电网输出的第一电流，以得到所述第一电流的检测值；

第二电流检测单元，所述第二电流检测单元用于检测所述功率变换电路输出的第二电流，以得到所述第二电流的检测值；

控制器，所述控制器分别与所述功率变换电路、所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元相连，所述控制器用于根据所述第一电流的检测值和所述第二电流的检测值对所述功率变换电路进行控制，以调节所述储能装置的输出，实现对电网侧功率波动的抑制。

2.根据权利要求1所述的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置，其特征在于，所述控制器具体用于根据所述第一电流的检测值获取所述第一电流的变化率，并根据所述第一电流的变化率得到所述储能装置所要补偿输出的阶跃量和回落量，以及根据所述阶跃量和所述回落量计算所述第二电流的参考值，并根据所述第二电流的参考值和所述第二电流的检测值生成平滑控制信号，所述功率变换电路用于根据所述平滑控制信号对输出的第二电流进行调整，以实现对所述储能装置的输出的调节。

3.根据权利要求2所述的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置，其特征在于，所述控制器包括：

变化率上限输出模块，所述变化率上限输出模块用于输出所述第一电流的变化率上限；

变化率给定模块，所述变化率给定模块与所述变化率上限输出模块相连，所述变化率给定模块用于根据所述第一电流的变化率上限得到所述第一电流的变化率给定值；

第一获取模块，所述第一获取模块与所述第一电流检测单元相连，所述第一获取模块用于获取所述第一电流的检测值；

变化率计算模块，所述变化率计算模块与所述第一获取模块相连，所述变化率计算模块用于根据所述第一电流的检测值计算所述第一电流的变化率；

第一加法器，所述第一加法器的正输入端与所述变化率给定模块相连，所述第一加法器的负输入端与所述变化率计算模块相连；

阶跃观测器，所述阶跃观测器的输入端与所述第一加法器的输出端相连，所述阶跃观测器用于根据所述第一加法器的输出值得到所述储能装置所要补偿输出的阶跃量；

回落观测器，所述回落观测器的两个输入端分别与所述变化率上限输出模块和所述阶跃观测器的输出端相连，所述回落观测器用于根据所述储能装置所要补偿输出的阶跃量和所述第一电流的变化率上限得到所述储能装置所要补偿输出的回落量；

第二加法器，所述第二加法器的一个正输入端与所述阶跃观测器的输出端相连，所述第二加法器的另一个正输入端与所述回落观测器的输出端相连，所述第二加法器用于计算所述第二电流的参考值；

第二获取模块，所述第二获取模块与所述第二电流检测单元相连，所述第二获取模块用于获取所述第二电流的检测值；

第三加法器，所述第三加法器的正输入端与所述第二加法器的输出端相连，所述第三加法器的负输入端与所述第二获取模块相连；

第一调节器，所述第一调节器的输入端与所述第三加法器的输出端相连，所述第一调节器的输出端与所述功率变换电路相连，所述第一调节器用于根据所述第二电流的参考值和所述第二电流的检测值生成所述平滑控制信号。

4.根据权利要求3所述的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置，其特征在于，所述阶跃观测器包括误差校准子模块和第二调节器，所述误差校准子模块用于对所述第一加法器的输出值进行校准，所述第二调节器用于根据校准后的所述第一加法器的输出值生成所述阶跃量。

5.根据权利要求3或4所述的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置，其特征在于，所述回落观测器包括边沿检测子模块、稳定检测子模块、锁存器和回落控制子模块，所述边沿检测子模块用于对所述阶跃量进行上升沿和下降沿的检测，并在检测到上升沿或下降沿时生成复位信号，所述稳定检测子模块用于根据所述复位信号对所述阶跃量进行稳定检测，并在确认所述阶跃量稳定后生成使能信号并同时输入所述锁存器和所述回落控制子模块，所述锁存器用于锁存接收到所述使能信号时的所述阶跃量作为初始值，所述回落控制子模块用于根据所述使能信号、所述初始值、所述复位信号和所述第一电流的变化率上限生成所述回落量。

6.根据权利要求5所述的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置，其特征在于，在所述回落控制子模块进行回落控制的持续时间内，所述回落量的表达式如下：

其中，

为所述回落量，

为所述初始值，K_max为所述第一电流 的变化率上限，t为当前时间，t_start为所述回落控制子模块接收到所述使能信号开始进行回 落控制的时间，

为所述使能信号，S_reset为所述复位信号。

7.根据权利要求4所述的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置，其特征在于，所述第一调节器和所述第二调节器均为PI调节器。

8.一种配电系统，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制装置。

9.一种配电系统中电网侧功率波动的平滑控制方法，其特征在于，所述配电系统包括电网、负载和储能装置，所述电网、所述负载和所述储能装置均连接于公共连接点，在所述储能装置与所述公共连接点之间还连接有功率变换电路，所述平滑控制方法包括以下步骤：

检测所述电网输出的第一电流，以得到所述第一电流的检测值；

检测所述功率变换电路输出的第二电流，以得到所述第二电流的检测值；

根据所述第一电流的检测值和所述第二电流的检测值对所述功率变换电路进行控制，以调节所述储能装置的输出，实现对电网侧功率波动的抑制。

10.根据权利要求9所述的配电系统中电网侧功率波动的平滑控制方法，其特征在于，根据所述第一电流的检测值和所述第二电流的检测值对所述功率变换电路进行控制，以调节所述储能装置的输出，具体包括：

根据所述第一电流的检测值获取所述第一电流的变化率，并根据所述第一电流的变化率得到所述储能装置所要补偿输出的阶跃量和回落量，以及根据所述阶跃量和所述回落量计算所述第二电流的参考值，并根据所述第二电流的参考值和所述第二电流的检测值生成平滑控制信号；

所述功率变换电路根据所述平滑控制信号对输出的第二电流进行调整，以实现对所述储能装置的输出的调节。

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