CN210957806U - 虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及储能控制技术领域，具体的说是涉及虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统。基于该风光互补储能控制系统包括：电网、保护模块、虚拟同步发电机、光伏发电模块、风力发电模块、储能电池模块、DC/DC变换器、AC/DC变换器、PWM控制模块、PLL模块、微控制器1、微控制器2、比较模块1、比较模块2、功率检测模块1、功率检测模块2。本实用新型可将光能和风能储存到储能电池中也可以直接将光能和风能投入到电网中使用或将储能电池投入到电网中使用，当虚拟同步发电机出现问题时所述的保护模块可以将电网与虚拟同步发电机断开提高系统的安全性能也降低了对电网的损害。
Description
技术领域
本实用新型涉及储能控制技术领域，具体的说是涉及虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统。
背景技术
在世界能源日趋紧张、传统能源储量日益枯竭新能源的间歇性、随机性，如何高效利用风能、太阳能等清洁能源以及实现能量高效回收、提高能源利用效率成为热点研究问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统，以改善在风光互补储能和利用效率方面出现的问题。
本实用新型采取以下技术方案来实现：一种虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统，该系统包括：电网、保护模块、虚拟同步发电机、光伏发电模块、风力发电模块、储能电池模块、DC/DC变换器、AC/DC变换器、PWM控制模块、PLL模块、微控制器1、微控制器2、比较模块1、比较模块2、功率检测模块1、功率检测模块2，所述的虚拟同步发电机的输出端与保护模块和PLL模块相连；所述的保护模块的输出端与电网相连；所述的PLL模块的输出端与比较模块2相连；所述的比较模块2的输出端与微控制器2相连；所述的微控制器2的输出端与保护模块相连；所述的光伏发电模块的输出端与DC/DC变换器相连；所述的DC/DC变换器的输出端与储能电池模块和虚拟同步发电机相连；所述的储能电池模块的输出端与DC/DC变换器相连；所述的风力发电模块的输出端与AC/DC变换器相连；所述的AC/DC变换器的输出端与储能电池模块和虚拟同步发电机相连；所述的功率检测模块1的输出端与比较模块1和光伏发电模块相连；所述的功率检测模块2的输出端与比较模块1和风力发电模块相连；所述的比较模块1的输出端与微控制器1相连；所述的微控制器1的输出端与PWM控制模块相连；所述的PWM控制模块的输出端与DC/DC变换器和AC/DC变换器相连。
本实用新型的一步优化，所述的保护模块可通过PLL模块得到的虚拟同步发电机的输出电压幅值和频率判断系统是否需要保护。
本实用新型的一步优化，所述的比较模块1可以比较光伏发电模块和风力发电模块的输出功率来判断是光伏发电模块投入电网还是风力发电模块投入电网或是否需要储能电池向电网传输能量。
本实用新型的一步优化，所述的DC/DC变换器采用的是以LLC谐振型变换器为基础的电流型双向DC/DC变换器来对储能进行管理，该变换器具有高增益、电流纹波小、效率高等优势，适用于作为新能源发电系统的电力电子接口。
本实用新型的一步优化，所述的AC/DC变换器采用的是桥式整流的AC/DC变换器进行整流和输出能量，这种整流电路拥有不输全波整流电路的能量利用效率，又克服了全波整流电路的诸多弊端。
本实用新型的一步优化，所述的微控制器1和微控制器2分别控制PWM控制模块和保护模块来对系统进行储能管理和保护。
本实用新型的有益效果：本实用新型可以通过比较光伏发电模块和风力发电模块的输出功率的多少来决定是否将光伏发电和风力发电投入电网和决定储能电池的充放电状态；同时也可以根据光伏发电模块和风力发电模块的输出功率的多少来选择光伏发电还是风力发电对储能电池进行充电，提高系统对光能和风能的利用率和对储能电池的充电效率；所述的PLL模块检测出电压或频率异常时可通过保护模块来保护电路减少不必要的损耗。
附图说明
为更清楚的说明本实用新型所提的虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
图1为本实用新型实施例提供的虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统的结构示意图。
图2为本实用新型实施例提供的PLL模块的原理图。
图3为本实用新型实施例提供的以LLC谐振型变换器为基础的电流型双向DC/DC变换器的原理图。
图4为本实用新型实施例提供的桥式整流的AC/DC变换器的原理图。
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本实用新型作进一步详细描述。
结合图1说明本实施方式，本实用新型实施例所述的是虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统，该系统包括：电网、保护模块、虚拟同步发电机、光伏发电模块、风力发电模块、储能电池模块、DC/DC变换器、AC/DC变换器、PWM控制模块、PLL模块、微控制器1、微控制器2、比较模块1、比较模块2、功率检测模块1、功率检测模块2，所述的虚拟同步发电机的输出端与保护模块和PLL模块相连；所述的保护模块的输出端与电网相连；所述的PLL模块的输出端与比较模块2相连；所述的比较模块2的输出端与微控制器2相连；所述的微控制器2的输出端与保护模块相连；所述的光伏发电模块的输出端与DC/DC变换器相连；所述的DC/DC变换器的输出端与储能电池模块和虚拟同步发电机相连；所述的储能电池模块的输出端与DC/DC变换器相连；所述的风力发电模块的输出端与AC/DC变换器相连；所述的AC/DC变换器的输出端与储能电池模块和虚拟同步发电机相连；所述的功率检测模块1的输出端与比较模块1和光伏发电模块相连；所述的功率检测模块2的输出端与比较模块1和风力发电模块相连；所述的比较模块1的输出端与微控制器1相连；所述的微控制器1的输出端与PWM控制模块相连；所述的PWM控制模块的输出端与DC/DC变换器和AC/DC变换器相连。该系统通过比较光伏发电和风力发电的输出功率的多少，来对电网进行能量的传输和对储能电池的充放电状态进行管理大大的提高了对太阳能和风能的利用率和储能电池的储能效率；并且该系统通过加入保护模块对虚拟同步发电机和电网进行保护大大的提升了系统的安全性；同时系统采用的LLC谐振型变换器为基础的电压型双向DC/DC变换器和桥式整流的AC/DC变换器提升了系统中能量的传递效率。
结合图1、2、3、4说明本实施方式，本实用新型实施例的工作原理：
当比较模块1比较光伏发电模块的输出功率大于风力发电模块的输出功率和设定功率值时，微控制器1控制光伏发电模块向电网输送功率，控制风力发电模块向储能电池充电。
当比较模块1比较风力发电模块的输出功率大于光伏发电模块的输出功率和设定功率值时，微控制器1控制风力发电模块向电网输送功率，控制光伏发电模块向储能电池充电。
当比较模块1比较光伏发电模块的输出功率和风力发电模块的输出功率都小于设定功率值时，微控制器1控制储能电池模块向电网输送功率。
若PLL模块检测出的电压的幅值和频率长时间处于电网可允许的范围外，则通过微控制器2驱动保护模块关断系统与电网的连接进而对系统和电网起到保护作用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，但并非用以限定本实用新型，对于熟悉本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内都可以做各种改动和修饰，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (6)
1.虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统，其特征是所述的虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统包括：电网、保护模块、虚拟同步发电机、光伏发电模块、风力发电模块、储能电池模块、DC/DC变换器、AC/DC变换器、PWM控制模块、PLL模块、微控制器1、微控制器2、比较模块1、比较模块2、功率检测模块1、功率检测模块2，虚拟同步发电机的输出端与保护模块和PLL模块相连，保护模块的输出端与电网相连，PLL模块的输出端与比较模块2相连，比较模块2的输出端与微控制器2相连，微控制器2的输出端与保护模块相连，光伏发电模块的输出端与DC/DC变换器相连，DC/DC变换器的输出端与储能电池模块和虚拟同步发电机相连，储能电池模块的输出端与DC/DC变换器相连，风力发电模块的输出端与AC/DC变换器相连，AC/DC变换器的输出端与储能电池模块和虚拟同步发电机相连，功率检测模块1的输出端与比较模块1和光伏发电模块相连，功率检测模块2的输出端与比较模块1和风力发电模块相连，比较模块1的输出端与微控制器1相连，微控制器1的输出端与PWM控制模块相连，PWM控制模块的输出端与DC/DC变换器和AC/DC变换器相连。
2.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统，其特征是：所述的保护模块可通过PLL模块得到的虚拟同步发电机的输出电压幅值和频率判断系统是否需要保护。
3.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统，其特征是：所述的比较模块1可以比较光伏发电模块和风力发电模块的输出功率来判断是光伏发电模块投入电网还是风力发电模块投入电网或是否需要储能电池向电网传输能量。
4.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统，其特征是：所述的DC/DC变换器采用的是以LLC谐振型变换器为基础的电流型双向DC/DC 变换器来对储能进行管理。
5.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统，其特征是：所述的AC/DC变换器采用的是桥式整流的AC/DC变换器进行整流和输出能量。
6.根据权利要求1所述的虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统，其特征是：所述的微控制器1和微控制器2分别控制PWM控制模块和保护模块来对系统进行储能管理和保护。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110718935A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-01-21 | 哈尔滨理工大学 | 虚拟同步发电机的风光互补储能控制系统 |
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2019
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