專利名稱：一種光儲聯(lián)合并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種光儲聯(lián)合并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制方法，應(yīng)用于光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)建模仿真、并網(wǎng)運行特性分析、與電網(wǎng)相互作用機理研究等。
背景技術(shù)：
近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源需求日益增長。環(huán)境友好型清潔可再生能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石燃料，符合國家“十二五”新能源發(fā)展綱要、走可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略思想。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是新能源的高效利用形式之一，將在全球未來的能源結(jié)構(gòu)中占有重要地位。太陽能資源具有隨機性強、間歇性明顯的特點，使其出力波動幅度大，波動頻率也無規(guī)律性，并且隨著光伏滲透率增大及其不具有故障情況下低電壓穿越能力，單獨并網(wǎng)不利于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。因此，光儲聯(lián)合并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制對太陽能資源高效開發(fā)利用、模型建立、輸出功率波動特性分析及其低電壓穿越能力研究具有重要的實際意義。傳統(tǒng)的光儲聯(lián)合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)一方面光儲單元經(jīng)過公共逆變器通過直流母線匯集能源，不適合系統(tǒng)遠期規(guī)?；瘮U展規(guī)劃，另一方面通過調(diào)節(jié)多級式并網(wǎng)逆變器直流側(cè)電壓和功率協(xié)調(diào)控制，不利于大規(guī)模光儲開發(fā)利用，限制了太陽能資源的高效利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種電網(wǎng)對新能源吸納能力強、適應(yīng)性好、具有較高實用價值的光儲聯(lián)合并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制方法。本發(fā)明由以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種光儲聯(lián)合并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制方法，其特征是，它包括以下步驟
(I)光伏系統(tǒng)綜合控制策略` 光伏發(fā)電系統(tǒng)作為電網(wǎng)的PQ節(jié)點，采用定有功功率和無功功率控制策略有助于電網(wǎng)調(diào)度及安全穩(wěn)定運行，光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏控制系統(tǒng)和并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)，
光伏控制系統(tǒng)中光伏陣列出口電壓@和電流G ,通過最大功率點跟蹤控制器為
并網(wǎng)逆變器提供有功功率參考值C ，無功功率設(shè)定值這根據(jù)運行條件確定，正常
運行時g胃=O，采用功率控制環(huán)和電流控制環(huán)控制，獲得并網(wǎng)逆變器的d軸觸發(fā)信號
與q軸觸發(fā)信號,從而實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下有功、無功功率解耦控制與同步并網(wǎng)，
并網(wǎng)逆變器功率環(huán)與電流環(huán)控制策略為有功功率參考值^和無功功率設(shè)定值
與網(wǎng)側(cè)實際測量的有功功率和無功功率進行比較，經(jīng)過功率控制器獲
得內(nèi)環(huán)電流控制d軸參考值iSl和q軸參考值^_，再利用網(wǎng)側(cè)電流實際測量值的同
步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)d軸分量軸分量和內(nèi)環(huán)電流控制器得到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下并網(wǎng)逆變器的d軸觸發(fā)信號盡&_ 1和q軸觸發(fā)信號·;
(2)儲能系統(tǒng)綜合控制策略
儲能系統(tǒng)整體控制包括兩個緊密聯(lián)系的子系統(tǒng)一個電池控制系統(tǒng)，一個并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)，
電池控制系統(tǒng)中電池組出口電壓O:和電流；《 ，通過電池控制器得并網(wǎng)逆變
器系統(tǒng)功率參考值限值< ,并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)通過電壓頻率控制器得到功率控制器
的有功功率參考值為、無功功率參考值，同時考慮并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)功率參考
值限值再經(jīng)過功率控制器和電流控制器得到并網(wǎng)逆變器同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下d軸觸
發(fā)脈沖和q軸觸發(fā)脈沖
將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸與逆變器網(wǎng)側(cè)電壓矢量方向重合，實現(xiàn)有功、無功功率解耦控制，母線頻率設(shè)定值、母線電壓設(shè)定值I^soier與母線頻率測量值母線
電壓測量值 經(jīng)電壓頻率控制器得到并網(wǎng)點儲能系統(tǒng)功率控制器的有功功率參考
值胃和無功功率參考值然后同實際測量的有功功率 與無功功率
進行比較，通過功率控制器為內(nèi)環(huán)電流控制器提供d軸電流參考值ISesalni^Pq
軸電流參考值Cim■，再與逆變器網(wǎng)側(cè)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下d軸電流測量值1^<|_和q
軸電流測量值經(jīng)電流控制器得到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下d軸觸發(fā)脈沖和q
軸觸發(fā)脈沖‘ *^，從而實現(xiàn)了儲能系統(tǒng)的同步并網(wǎng)；
(3)光儲聯(lián)合系統(tǒng)有功功率協(xié)調(diào)控制方式 電源與負荷之間有功功率表達式為
其中I為系統(tǒng)有功功率不平衡量，Pm為光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的有功功率，L為電網(wǎng)負荷有功功率需求，戽為光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的自用電負荷，由于戽占總發(fā)電量比例較小，為簡化計算，晷忽略不計，
首先定義，A~>JT含義為A從A < B方向趨近于B,含義為A從A > B方向趨
近于B，
當(dāng)太陽輻射強度上升，即光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的有功功率增加時，系統(tǒng)有功功率不平衡量& >0 ,系統(tǒng)功率平衡表達式為
其中 !. 為儲能系統(tǒng)吸收的有功功率，f為儲能系統(tǒng)監(jiān)測的并網(wǎng)點母線頻率，為系統(tǒng)額定頻率，50Hz，儲能系統(tǒng)吸收功率達到極限時
權(quán)利要求
1.一種光儲聯(lián)合并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制方法，其特征是，它包括以下步驟 (1)光伏系統(tǒng)綜合控制策略 光伏發(fā)電系統(tǒng)作為電網(wǎng)的PQ節(jié)點，采用定有功功率和無功功率控制策略有助于電網(wǎng)調(diào)度及安全穩(wěn)定運行，光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏控制系統(tǒng)和并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)， 光伏控制系統(tǒng)中光伏陣列出口電壓@和電流G ,通過最大功率點跟蹤控制器為并網(wǎng)逆變器提供有功功率參考值無功功率設(shè)定值:根據(jù)運行條件確定，正常運行時 <胃=* ,采用功率控制環(huán)和電流控制環(huán)控制，獲得并網(wǎng)逆變器的d軸觸發(fā)信號 與q軸觸發(fā)信號,從而實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下有功、無功功率解耦控制與同步并網(wǎng)，并網(wǎng)逆變器功率環(huán)與電流環(huán)控制策略為有功功率參考值&胃和無功功率設(shè)定值與網(wǎng)側(cè)實際測量的有功功率‘和無功功率進行比較，經(jīng)過功率控制器獲得內(nèi)環(huán)電流控制d軸參考值^—和q軸參考值，再利用網(wǎng)側(cè)電流實際測量值的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)d軸分量軸分量^^ 和內(nèi)環(huán)電流控制器得到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下并網(wǎng)逆變器的d軸觸發(fā)信號!和q軸觸發(fā)信號^ _胃; (2)儲能系統(tǒng)綜合控制策略 儲能系統(tǒng)整體控制包括兩個緊密聯(lián)系的子系統(tǒng)一個電池控制系統(tǒng)，一個并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)， 電池控制系統(tǒng)中電池組出口電壓和電流通過電池控制器得并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)功率參考值限值g ,并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)通過電壓頻率控制器得到功率控制器的有功功率參考值、無功功率參考值這^^，同時考慮并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)功率參考值限值再經(jīng)過功率控制器和電流控制器得到并網(wǎng)逆變器同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下d軸觸發(fā)脈沖尾·!^ ·!!和q軸觸發(fā)脈沖， 將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸與逆變器網(wǎng)側(cè)電壓矢量方向重合，實現(xiàn)有功、無功功率解耦控制，母線頻率設(shè)定值、母線電壓設(shè)定值CCepi■與母線頻率測量值母線電壓測量值 經(jīng)電壓頻率控制器得到并網(wǎng)點儲能系統(tǒng)功率控制器的有功功率參考值^和無功功率參考值^P ，然后同實際測量的有功功率!與無功功率 !進行比較，通過功率控制器為內(nèi)環(huán)電流控制器提供d軸電流參考值軸電流參考值Cim■，再與逆變器網(wǎng)側(cè)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下d軸電流測量值i^AniI^P q軸電流測量值經(jīng)電流控制器得到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下d軸觸發(fā)脈沖和q軸觸發(fā)脈沖‘o ，從而實現(xiàn)了儲能系統(tǒng)的同步并網(wǎng)； (3)光儲聯(lián)合系統(tǒng)有功功率協(xié)調(diào)控制方式
全文摘要
本發(fā)明是一種光儲聯(lián)合并網(wǎng)發(fā)電協(xié)調(diào)控制方法，其特點是，包括光伏系統(tǒng)綜合控制策略、儲能系統(tǒng)綜合控制策略、光儲聯(lián)合系統(tǒng)有功功率協(xié)調(diào)控制方式和光儲聯(lián)合系統(tǒng)無功功率協(xié)調(diào)控制方式等內(nèi)容，能夠利用對光儲聯(lián)合發(fā)電協(xié)調(diào)控制分析，充分反應(yīng)光儲聯(lián)合發(fā)電協(xié)調(diào)控制的有效性，進而提高電網(wǎng)對新能源吸納能力，具有適應(yīng)性強，實際應(yīng)用價值高等優(yōu)點?？蓮V泛應(yīng)用于光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)建模仿真、并網(wǎng)運行特性分析、電網(wǎng)相互作用機理研究等諸多方面。
文檔編號H02J3/46GK103051002SQ20131001072
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月13日
發(fā)明者孔令國, 蔡國偉, 王建元, 潘超, 劉闖, 楊德友, 劉鋮 申請人:東北電力大學(xué)