適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制方法，其包括步驟：測(cè)量各光儲(chǔ)一體化模塊的交流電壓、交流電流、直流電壓和儲(chǔ)能電壓；分別對(duì)各光儲(chǔ)一體化模塊進(jìn)行有功控制和無功控制得到udg和uqg；根據(jù)得到的udg和uqg進(jìn)而得到三相逆變控制量uag、ubg、ucg；根據(jù)與各光儲(chǔ)一體化模塊對(duì)應(yīng)的三相逆變控制量uag、ubg、ucg對(duì)各光儲(chǔ)一體化模塊中的并網(wǎng)逆變單元進(jìn)行控制。相應(yīng)地，本發(fā)明還公開了一種適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制系統(tǒng)。
【專利說明】適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種光儲(chǔ)一體化的控制方法及系統(tǒng)，尤其設(shè)及一種光儲(chǔ)一體化的自平 衡控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 合理、迅速地發(fā)展可再生能源，是解決我國(guó)能源短缺、環(huán)境污染問題的根本途徑。 分布式發(fā)電是W資源能源最大化，能源利用效率最優(yōu)化為目標(biāo)的新型能源系統(tǒng)，具有良好 的環(huán)境效益，具有投資少、占地小、建設(shè)周期短、節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)，其高峰期供電比集中供 電更經(jīng)濟(jì)、有效，故分布式發(fā)電可作為我國(guó)集中供電的有益補(bǔ)充。分布式發(fā)電可作為備用 電源為高峰負(fù)荷提供電力，提高供電可靠性；可為邊遠(yuǎn)地區(qū)用戶、商業(yè)區(qū)和居民供電；可作 為本地電源節(jié)省輸變電的建設(shè)成本和投資、改善能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)電力能源可持續(xù)發(fā)展；可根 據(jù)用戶需求，在電力系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中提供多種服務(wù)，包括備用發(fā)電、削峰容量、基荷發(fā)電或 者作為熱電聯(lián)產(chǎn)裝置同時(shí)滿足區(qū)域熱和電負(fù)荷需求，W及無功支持、電壓支持、自動(dòng)發(fā)電控 審IJ、黑啟動(dòng)和旋轉(zhuǎn)備用等輔助服務(wù)。
[0003] 分布式發(fā)電是指；為了滿足特定用戶的需要，在用戶現(xiàn)場(chǎng)或靠近用電現(xiàn)場(chǎng)由用戶 自行配置或獨(dú)立發(fā)電商投資的較小容量的發(fā)電機(jī)組。它既可獨(dú)立于公共網(wǎng)絡(luò)直接對(duì)用戶提 供電能，也可接入電網(wǎng)，與公共電網(wǎng)共同對(duì)用戶提供電能。其具有W下特點(diǎn)：規(guī)模不大且分 布在負(fù)荷附近；滿足一些特殊用戶的需求、支持已有配網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；未經(jīng)規(guī)劃的或非中 央調(diào)度型的電力生產(chǎn)方式；能源利用效率較高或利用可再生能源發(fā)電等。
[0004] 分布式光伏、儲(chǔ)能發(fā)電發(fā)展迅速，大規(guī)模分布式光伏、儲(chǔ)能接入對(duì)配網(wǎng)造成一定的 沖擊，為了平抑分布式發(fā)電的波動(dòng)，光儲(chǔ)一體化是較好的利用太陽(yáng)能、儲(chǔ)能發(fā)電的方式。但 是，眾多光儲(chǔ)一體化裝置接入配網(wǎng)后，它們相互之間的控制存在差異、它們之間的狀態(tài)量存 在差異時(shí)，會(huì)影響光儲(chǔ)一體化裝置接入配網(wǎng)的效益。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制方法，該方法 能使得配網(wǎng)的各光儲(chǔ)一體化模塊自動(dòng)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)量的一致性，從而合理利用各光儲(chǔ)一體化模 塊的效益，提高配網(wǎng)運(yùn)行水平。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制系統(tǒng)，該 系統(tǒng)可應(yīng)用上述方法達(dá)到上述功能。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制方 法，其包括步驟：
[000引測(cè)量各光儲(chǔ)一體化模塊的交流電壓Ugb。、交流電流iab。，測(cè)量各光儲(chǔ)一體化模塊的 直流電壓Ud。，測(cè)量各光儲(chǔ)一體化模塊的儲(chǔ)能電壓Ub;從交流電壓U ab。獲得交流電壓的幅值 和相位0 ;從交流電流iab。獲得交流電流的有功幅值idg、無功幅值igg;由igg和交流電壓 的幅值獲得無功功率的測(cè)量值Q g;
[0009] 對(duì)各光儲(chǔ)一體化模塊進(jìn)行有功控制和無功控制，其中：
[0010] 有功控制步驟包括；將直流電壓給定值U*de與E a。(Um-Uw)相加得到的和與直流 電壓測(cè)量值Ud。做差，該差值經(jīng)過外環(huán)比例積分控制后輸出第一輸出值，將所述第一輸出值 與idg做差，其差值經(jīng)過內(nèi)環(huán)比例積分控制輸出第二輸出值，將該第二輸出值與交流電壓幅 值U湘加，得到U dg;
[0011] 無功控制步驟包括；將無功功率的給定值Q*g與E a u(Ud-Uw.)相加得到的和與所 述無功功率的測(cè)量值Qg做差，該差值經(jīng)過外環(huán)比例積分控制后輸出第=輸出值；將所述第 S輸出值與iqg做差，其差值經(jīng)過內(nèi)環(huán)比例積分后輸出U
[0012] 將上述步驟得到的udg和U W進(jìn)行dq/油C坐標(biāo)變換，得到S相逆變控制量U w、Ubg、 Ucg;dq/油C坐標(biāo)變換如下；
[001 引
【權(quán)利要求】
1. 一種適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制方法，其特征在于，包括步驟： 測(cè)量各光儲(chǔ)一體化模塊的交流電壓Uab。、交流電流iab。，測(cè)量各光儲(chǔ)一體化模塊的直流 電壓ud。，測(cè)量各光儲(chǔ)一體化模塊的儲(chǔ)能電壓Ub;從交流電壓Uab。獲得交流電壓的幅值U3和 相位Q;從交流電流iab。獲得交流電流的有功幅值idg、無功幅值iqg;由iqg和交流電壓的幅 值\獲得無功功率的測(cè)量值Qg; 對(duì)各光儲(chǔ)一體化模塊進(jìn)行有功控制和無功控制，其中： 有功控制步驟包括：將直流電壓給定值U:與Eau(ubi-uw)相加得到的和與直流電壓 測(cè)量值ud。做差，該差值經(jīng)過外環(huán)比例積分控制后輸出第一輸出值，將所述第一輸出值與idg 做差，其差值經(jīng)過內(nèi)環(huán)比例積分控制輸出第二輸出值，將該第二輸出值與交流電壓幅值us 相加，得到udg; 無功控制步驟包括：將無功功率的給定值相加得到的和與所述無 功功率的測(cè)量值Qg做差，該差值經(jīng)過外環(huán)比例積分控制后輸出第三輸出值；將所述第三輸 出值與iq#差，其差值經(jīng)過內(nèi)環(huán)比例積分后輸出uqg; 將上述步驟得到的udg和uqg進(jìn)行dq/abc坐標(biāo)變換，得到三相逆變控制量uag、ubg、ucg; dq/abc坐標(biāo)變換如下：
根據(jù)與各光儲(chǔ)一體化模塊對(duì)應(yīng)的三相逆變控制量1^、％8、1!。8對(duì)各光儲(chǔ)一體化模塊的中 的并網(wǎng)逆變單元進(jìn)行控制； 其中，ubi、uw分別為對(duì)應(yīng)第i個(gè)光儲(chǔ)一體化模塊和第j個(gè)光儲(chǔ)一體化模塊的所述儲(chǔ)能 電壓ub的參量，Usi、Ud分別為對(duì)應(yīng)第i個(gè)光儲(chǔ)一體化模塊和第j個(gè)光儲(chǔ)一體化模塊的所述 交流電壓的幅值\的參量，au表示第j個(gè)光儲(chǔ)一體化模塊傳給第i個(gè)光儲(chǔ)一體化模塊的信 息所加的權(quán)重。
2. 如權(quán)利要求1所述的適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制方法，其特征在于，au 的確定方法為：以各光儲(chǔ)一體化模塊的直流電壓測(cè)量值ud。與直流電壓給定值U:的能量差 異之和最小為目標(biāo)：
以上述能量差異總和最小為目標(biāo)，根據(jù)約束條件，確定相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)a#
3. 如權(quán)利要求1所述的適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制方法，其特征在于，所 述內(nèi)環(huán)比例積分控制的比例系數(shù)為1 <比例系數(shù)< 10,內(nèi)環(huán)比例積分控制的積分系數(shù)為 〇. 1 <積分系數(shù)< 1。
4. 如權(quán)利要求1所述的適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制方法，其特征在于，所 述外環(huán)比例積分控制的比例系數(shù)為0. 2 <比例系數(shù)< 1，外環(huán)比例積分控制的積分系數(shù)為 0. 01 <積分系數(shù)< 0. 1。
5. -種適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，包括若干個(gè)光儲(chǔ)一 體化模塊，各光儲(chǔ)一體化模塊均包括： 光伏電池，其將光能轉(zhuǎn)化為電能輸出； 直流升壓?jiǎn)卧渲绷鬏斎攵伺c光伏電池的輸出端連接； 儲(chǔ)能單元，其輸出電能； 充放電單元，其與所述儲(chǔ)能單元的輸出端連接，所述充放電單元的直流輸出端與直流 升壓?jiǎn)卧闹绷鬏敵龆诉B接； 并網(wǎng)逆變單元，其直流母線與所述直流升壓?jiǎn)卧闹绷鬏敵龆撕统浞烹妴卧闹绷鬏?出端連接，并網(wǎng)逆變單元的交流輸出端用于連接配網(wǎng)； 直流電壓檢測(cè)裝置，其與直流升壓?jiǎn)卧闹绷鬏敵龆诉B接，以檢測(cè)直流電壓ud。； 交流電流檢測(cè)裝置，其串接于所述并網(wǎng)逆變單元的交流輸出端，以檢測(cè)其輸出的交流 電流iab。； 交流電壓檢測(cè)裝置，其與所述并網(wǎng)逆變單元的交流輸出端連接，以檢測(cè)其輸出的交流 電壓uab。； 儲(chǔ)能電壓檢測(cè)裝置，其與所述儲(chǔ)能單元的輸出端連接，以檢測(cè)儲(chǔ)能電壓ub; 控制器，其分別與所述直流電壓檢測(cè)裝置、交流電流檢測(cè)裝置、交流電壓檢測(cè)裝置和儲(chǔ) 能電壓檢測(cè)裝置連接，所述控制器還與直流升壓?jiǎn)卧?、充放電單元和并網(wǎng)逆變單元連接； 所述控制器對(duì)并網(wǎng)逆變單元進(jìn)行有功控制和無功控制，其中在有功控制時(shí)：將直流電 壓給定值U:與Eau (ubi-ubj)相加得到的和與直流電壓測(cè)量值^做差，該差值經(jīng)過外環(huán) 比例積分控制后輸出第一輸出值，將所述第一輸出值與根據(jù)iab。獲得的交流電流的有功幅 值1#做差，其差值經(jīng)過內(nèi)環(huán)比例積分控制輸出第二輸出值，將該第二輸出值與根據(jù)交流電 壓uab。獲得的交流電壓的幅值us相加，得到udg;在無功控制時(shí)：將無功功率的給定值〇\與 E 相加得到的和與無功功率的測(cè)量值％做差，其差值經(jīng)過外環(huán)比例積分控制 后輸出第三輸出值；將所述第三輸出值與根據(jù)iab。獲得的交流電流的無功幅值i 差，其 差值經(jīng)過內(nèi)環(huán)比例積分后輸出uqg;所述控制器根據(jù)udg和uqg得到三相逆變控制量uag、ubg、 11。8;所述控制器根據(jù)三相逆變控制量U 對(duì)并網(wǎng)逆變單元進(jìn)行控制；其中，Ubi、Ubj分 別為對(duì)應(yīng)第i個(gè)光儲(chǔ)一體化模塊和第j個(gè)光儲(chǔ)一體化模塊的所述儲(chǔ)能電壓Ub的參量，Usi、Usj分別為對(duì)應(yīng)第i個(gè)光儲(chǔ)一體化模塊和第j個(gè)光儲(chǔ)一體化模塊的所述交流電壓的幅值Us 的參量，表示第j個(gè)光儲(chǔ)一體化模塊傳給第i個(gè)光儲(chǔ)一體化模塊的信息所加的權(quán)重； 所述若干個(gè)光儲(chǔ)一體化模塊各自對(duì)應(yīng)的各控制器相互之間通訊連接。
6. 如權(quán)利要求5所述的適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述控制器包括數(shù)字信號(hào)處理器。
7. 如權(quán)利要求5所述的適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述直流電壓檢測(cè)裝置包括直流電壓傳感器。
8. 如權(quán)利要求5所述的適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述交流電壓檢測(cè)裝置包括交流電壓互感器。
9. 如權(quán)利要求5所述的適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述交流電流檢測(cè)裝置包括交流電流傳感器。
10. 如權(quán)利要求5所述的適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述儲(chǔ)能電壓檢測(cè)裝置為儲(chǔ)能電壓傳感器。
11. 如權(quán)利要求5所述的適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述儲(chǔ)能單元包括蓄電池或超級(jí)電容。
12. 如權(quán)利要求5所述的適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述內(nèi)環(huán)比例積分控制的比例系數(shù)為1 <比例系數(shù)< 10,內(nèi)環(huán)比例積分控制的積分系數(shù)為 〇. 1 <積分系數(shù)< 1。
13. 如權(quán)利要求5所述的適用于配網(wǎng)的光儲(chǔ)一體化的自平衡控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述外環(huán)比例積分控制的比例系數(shù)為0. 2 <比例系數(shù)< 1，外環(huán)比例積分控制的積分系數(shù)為 0. 01 <積分系數(shù)< 0. 1。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK104485685SQ201410692584
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】周海洋, 刁慕檀, 李廣林 申請(qǐng)人:上海載物能源科技有限公司