一種光伏發電微網系統混合儲能控制方法技術方案

一種光伏發電微網系統混合儲能控制方法，包括雙向DCDC變流器、功率分配和混合儲能控制三個部分。本發明專利技術能夠保證光伏發電微電網系統在并網過程中，快速消除交流側有功功率突變以及直流負載功率突變帶來的影響，保證系統穩定運行且光伏陣列輸出功率最大。采用儲能裝置維持直流母線電壓穩定，使得逆變器能夠按照電網功率需求發出相應的有功功率和無功功率，為并網運行提供了保障。蓄電池和超級電容儲能裝置具有較好的能量互補特點，通過控制蓄電池吸收或釋放低頻功率，超級電容吸收或釋放高頻功率，可以抑制負載突變對直流母線造成的沖擊。

Hybrid energy storage control method for photovoltaic power generation microgrid system

The invention relates to a photovoltaic energy generating microgrid system hybrid energy storage control method, comprising bidirectional DCDC converter, power distribution and mixed energy storage control three parts. The invention can ensure the photovoltaic micro grid system in the process of grid, the rapid elimination of AC and DC side active power load power mutation the impact of mutations, to ensure the stability of the system and the maximum output power of photovoltaic array. The energy storage device is used to maintain the DC bus voltage stability, so that the inverter can send the corresponding active power and reactive power according to the power demand of the grid, which provides a guarantee for grid connected operation. Battery and super capacitor energy storage device has the characteristics of good complementary energy, by controlling the battery to absorb or release the low-frequency power, absorption or release of high frequency power super capacitor, can inhibit the mutation load of the DC bus caused by impact.

【技術實現步驟摘要】
一種光伏發電微網系統混合儲能控制方法
本專利技術涉及一種光伏發電微網系統，尤其涉及一種光伏發電微網系統混合儲能控制方法。
技術介紹
風能、太陽能等可再生能源具有間歇性、隨機性的特點，微電網負荷具有持續波動性。為了保證微電網系統穩定、各發電單元之間功率平衡以及輸出電能質量較好，需要在微電網系統中配置一定容量的儲能裝置，快速調節系統有功、無功功率輸出，抑制微電網系統負荷突變引起的功率波動，改善系統輸出電能質量，提高系統的可靠性和穩定性。目前，微電網系統儲能裝置的種類有很多。鉛酸蓄電池可滿足可再生能源發電對能量密度的要求，但難以滿足系統動態響應性能要求。超級電容功率密度高，但其能量密度較低。微電網系統中的儲能部分可采用超級電容和蓄電池組成的混合儲能系統。當儲能單元通過變換器與外部電網連接時，變換器的控制性能直接影響系統直流母線電壓的穩定。對超級電容采用直接功率控制可更好的抑制直流母線電壓波動。
技術實現思路
為了克服混合儲能方式在光伏發電微網系統應用中的難題，本專利技術提出一種光伏發電微網系統混合儲能控制方法。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：本專利技術提出了含光伏發電單元的微電網系統并網運行時各儲能單元和直流母線電壓的控制方法。當光伏發電并網系統的能量管理可以采用功率分配型控制方法時，直流母線電壓幅值的穩定受發電單元側控制，通過控制微電源與三相逆變器輸送給電網能量之間的平衡來保持直流母線電壓穩定。光伏發電微網系統混合儲能控制方法包括雙向DCDC變流器、功率分配和混合儲能控制三個部分。所述雙向DCDC變流器，蓄電池和超級電容分別通過雙向DC-DC變流器與直流母線連接。所述功率分配直流母線電壓平衡由發電單元和儲能單元共同控制。所述混合儲能控制利用蓄電池和超級電容充放電互補特性平抑負載突變時對直流母線造成的沖擊。本專利技術的有益效果是：能夠保證光伏發電微電網系統在并網過程中，快速消除交流側有功功率突變以及直流負載功率突變帶來的影響，保證系統穩定運行且光伏陣列輸出功率最大。采用儲能裝置維持直流母線電壓穩定，使得逆變器能夠按照電網功率需求發出相應的有功功率和無功功率，為并網運行提供了保障。蓄電池和超級電容儲能裝置具有較好的能量互補特點，通過控制蓄電池吸收或釋放低頻功率，超級電容吸收或釋放高頻功率，可以抑制負載突變對直流母線造成的沖擊。附圖說明圖1為系統結構圖。圖2為混合儲能系統圖。圖3為儲能系統控制圖。具體實施方式圖1中，光伏陣列、蓄電池和超級電容通過雙向直流/直流(directcurrent/directcurrent，DC/DC)變換器接入150V直流母線，采用直流/交流(directcurrent/alternatingcurrent，DC/AC)變流器將直流微電網系統接入交流電網，并對本地負載進行供電。光伏陣列工作在最大功率點跟蹤(maximumpowerpointtracking，MPPT)模式，直流母線上接有直流負載；逆變單元主要由三相逆變器和LC濾波器組成，實現并網或孤島運行。圖2中，利用蓄電池和超級電容充放電互補特性平抑負載突變時對直流母線造成的沖擊，蓄電池和超級電容分別通過雙向DC-DC變流器與直流母線連接。其中：Ubat為蓄電池電壓；Ibat為蓄電池輸出電流；Lbat為蓄電池回路電感；Usc為超級電容電壓；Isc為超級電容輸出電流；Lsc為超級電容回路電感；Cdc為輸出電容；Udc為直流母線輸出電壓。超級電容恒流充電和恒流放電的變流器控制策略與蓄電池完全相同。圖3中，當微電網并網運行時，蓄電池工作在恒流充電或放電模式。由于直流母線電壓等級高于蓄電池的額定電壓，若蓄電池充電，雙向DC-DC變流器相當于一個Buck(降壓式變換)電路，控制電感的電流實現恒流充電。蓄電池恒流充電時，上半橋臂開關管占空比為Dpwm，Ibat*為蓄電池輸出電流給定值，此時下半橋臂開關管處于斷開狀態。蓄電池放電時，雙向DC-DC變流器相當于Boost(升壓斬波)電路，通過控制下半橋臂的開關管實現恒流放電，恒流放電時下半橋臂開關管占空比Dpwm，此時上半橋臂開關管斷開，蓄電池恒流放電。根據蓄電池和超級電容自身充放電的特性，將儲能系統吸收或釋放的總功率通過低通濾波器分為兩部分：低頻功率和高頻功率。由于超級電容的充放電速度快，因此控制超級電容吸收或釋放由于風、光或負載突變產生的高頻功率；而蓄電池能量密度大，存儲能量多，因此由蓄電池作為長時間儲能裝置，吸收或釋放低頻功率。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光伏發電微網系統混合儲能控制方法，其特征在于：包括雙向DCDC變流器、功率分配和混合儲能控制三個部分。

【技術特征摘要】
1.一種光伏發電微網系統混合儲能控制方法，其特征在于：包括雙向DCDC變流器、功率分配和混合儲能控制三個部分。2.如權利要求1所述的光伏發電微網系統混合儲能控制方法，其特征在于所述雙向DCDC變流器有兩個，且分別與超級電容、蓄電池連接，能夠控制超級電容和蓄電池的充放電。3.如權利要求1所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚秋麗，
申請(專利權)人：姚秋麗，
類型：發明
國別省市：遼寧,21