CN107248753B - 一种光储发电的配电网***的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光储发电的配电网***的控制方法，属于电网控制技术领域，统包括光伏发电电源、恒压DC/DC电路、DC/AC并网逆变电路、DC/DC充电电路、电池组、DC/DC放电电路、功率检测充电控制器、补偿控制器、并网控制电路和负载。通过功率检测充电控制器、补偿控制器和并网控制电路的分别对不同点线路的功率进行检测，根据检测的功率对恒压DC/DC电路、DC/AC并网逆变电路和DC/DC充电电路进行控制，从而使得最终DC/AC并网逆变电路输出端的输出功率与设定的功率相同，从而使得输出的电能更加稳定，电能质量更好。
Description
技术领域
本发明涉及电网控制技术领域，特别地，涉及一种光储发电的配电网***的控制方法。
背景技术
电能是人们日常生活以及社会生产不可缺少的一大能源，是促进社会进步与城市建设中的必要能源，电能具备两大其他资源不能代替的优点，一是使用方便，二是清洁高效。但随着电能在社会生产与生活中的广泛运用，电能使用也出现了一定的问题，其中电能使用安全以及经济用电尤为突出。因此，现代居民对电能的要求不断增加，对电力行业的发展提出了新的要求。其中，人们最为迫切的要求有三点，一是分布式能源利用要求，比如风力发电、光伏发电等；二是可再生能源发电，三是间歇性随机发电。
目前光伏发电在配电网中的比例不断加大，其单独并网运行必定会对配电网的电能质量产生较大影响，不利于电网的稳定运行。
申请公告号为CN 104810858 A的专利公开了一种光储微电网并网发电***的控制方法，该控制方法分别通过Boost升压变换器控制策略对光伏发电电源进行最大功率跟踪控制及恒压控制，通过双向DC-DC变换器控制策略控制储能模块充放电，通过DC-AC并网逆变器控制策略稳定并网点电压。由于双向DC-DC变换器进行充放电，并且是接在Boost升压变换器输出后，从而使得进行充电时没能很好的确定输出的电压和功率，从而使得DC-AC并网逆变器输出到电网的电功率有比较大的误差。没能达到光伏电能输出稳定控制的要求，因此需要设计出一种能使光伏电能输出电网更加稳定的控制方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种光储发电的配电网***的控制方法，以解决现有光储发电的配电网输出不稳定的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种光储发电的配电网***的控制方法，***包括光伏发电电源、恒压DC/DC电路、DC/AC并网逆变电路、DC/DC充电电路、电池组、DC/DC放电电路、功率检测充电控制器、补偿控制器、并网控制电路和负载；光伏发电电源输出端并联一个滑动电阻并与恒压DC/DC电路连接，DC/DC充电电路输入端设置在滑动电阻上，恒压DC/DC电路输出端经DC/AC并网逆变电路与负载连接，DC/DC充电电路输出端与电池组充电端连接，电池组输出端经DC/DC放电电路与DC/AC并网逆变电路输入端连接，功率检测充电控制器功率检测端与光伏发电电源输出端连接，功率检测充电控制器的控制端与DC/DC 充电电路连接，补偿控制器的电流检测端与恒压DC/DC电路输出端连接，补偿控制器控制端与DC/DC放电电路连接，功率检测充电控制器通过数据线与补偿控制器连接，并网控制电路的功率检测端与DC/AC并网逆变电路输出端连接，并网控制电路的控制端与DC/AC并网逆变电路连接，并网控制电路通过数据线与补偿控制器连接；其中，包括如下步骤：
步骤1：功率检测充电控制器功率检测端检测光伏发电电源输出端的功率，并把检测的功率传给补偿控制器；
步骤2：功率检测充电控制器把检测的功率与原设定的恒压DC/DC电路输入功率进行对比，功率检测充电控制器把检测的功率p1与原设定的恒压DC/DC电路输入功率P11进行比较，当p1大于P11时，功率检测充电控制器控制DC/DC充电电路对电池组进行充电，充电功率为等于p1与P11的差值，当p1小于等于P11时，电池组不充电；
步骤3：补偿控制器电流检测端检测恒压DC/DC电路输出端的电流，补偿控制器采集恒压DC/DC电路输出端的电流i2，恒压DC/DC电路输出的电压恒为u2，得到DC/DC放电电路的输出功率p2＝i2*u2，DC/AC并网逆变电路的输入功率为p22，当p22大于p2时，控制DC/DC 放电电路进行放电，且放电功率为p222＝p22－p2，放电的电流i222＝p222÷u2，当p22小于等于p2时，电池组不放电；
步骤4：并网控制电路采集DC/AC并网逆变电路输出端的功率，并把采集的功率传给补偿控制器；
步骤5：并网控制电路采集DC/AC并网逆变电路输出端的电流i3和电压u3，得到DC/AC 并网逆变电路输出端的功率p3＝i3*u3，当电流i3或电压u3与负载的原设定的电流或电压有偏差时，并网控制电路控制DC/AC并网逆变电路进一步调节输出的电流i3和电压u3，当功率p3小于原设定的额定功率时，补偿控制器控制DC/DC放电电路增大放电功率，增大的放电功率为原设定的额定功率与p3的差值，完成配电网***固定功率输出控制。
上述方案中，优选的是步骤1中检测光伏发电电源输出端的功率的过程为，功率检测充电控制器采集光伏发电电源输出端的电流i1和电压u1，得到光伏发电电源输出端的功率 p1＝i1*u1。
上述方案中，优选的是步骤2中对电池的充电控制为在DC/DC充电电路输入端接入滑动电阻，控制恒流充电，改变电压来控制充电功率。
上述方案中，优选的是滑动电阻为电控滑动电阻R1，滑动电阻R1根据电控信号进行滑动调节。
上述方案中，优选的是步骤3中的放电功率为p222包含放电过程中的放电功率损耗和电路传输的功率传输损耗。
上述方案中，优选的是恒压DC/DC电路为恒压Boost电路，输出电压恒为u2。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过功率检测充电控制器、补偿控制器和并网控制电路的分别对不同点线路的功率进行检测，根据检测的功率对恒压DC/DC电路、DC/AC并网逆变电路和DC/DC充电电路进行控制，形成对输出电流进行增减缺补的控制；从而使得最终DC/AC并网逆变电路输出端的输出功率与设定的功率相同，使得输出的电流和电压与原设计负载电压和电流均近似相同，从而使得输出的电能更加稳定，电能质量更好；
2、本发明通过DC/DC充电电路使用恒流变压的充电方式，根据光伏电源输出不稳定的电压进行增减缺补，从而实现一次稳定控制，再由DC/DC放电电路进行放电处理，从而能够二次稳定控制，从而使得输出的电能更加稳定，电能质量更好；
3、本发明通过使用可控制的滑动电阻供DC/DC充电电路进行配合实现充电电压的变化，从而能很好控制充电的功率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
一种光储发电的配电网***的控制方法，如图1所示，***包括光伏发电电源、恒压DC/DC 电路、DC/AC并网逆变电路、DC/DC充电电路、电池组、DC/DC放电电路、功率检测充电控制器、补偿控制器、并网控制电路和负载。滑动电阻为电控滑动电阻R1，滑动电阻R1根据电控信号进行滑动调节。DC/DC充电电路发出控制信号对滑动电阻R1进行控制，根据需要充电的功率大小来进行对滑动电阻R1进行电动控制调节，达到充电的需求。
光伏发电电源输出端并联一个滑动电阻并与恒压DC/DC电路连接，DC/DC充电电路输入端设置在滑动电阻上，恒压DC/DC电路输出端经DC/AC并网逆变电路与负载连接。DC/DC充电电路输出端与电池组充电端连接，电池组输出端经DC/DC放电电路与DC/AC并网逆变电路输入端连接，功率检测充电控制器功率检测端与光伏发电电源输出端连接。功率检测充电控制器的控制端与DC/DC充电电路连接，补偿控制器的电流检测端与恒压DC/DC电路输出端连接，补偿控制器控制端与DC/DC放电电路连接。功率检测充电控制器通过数据线与补偿控制器连接。并网控制电路的功率检测端与DC/AC并网逆变电路输出端连接，并网控制电路的控制端与DC/AC并网逆变电路连接，并网控制电路通过数据线与补偿控制器连接。控制方法包括如下步骤：
步骤1：功率检测充电控制器功率检测端检测光伏发电电源输出端的功率，并把检测的功率传给补偿控制器。检测光伏发电电源输出端的功率的过程为，功率检测充电控制器采集光伏发电电源输出端的电流i1和电压u1，得到光伏发电电源输出端的功率p1＝i1*u1。功率检测充电控制器通过电压传感器和电流传感器进行对光伏发电电源输出端的电压和电流进行检测，电压传感器和电流传感器均为现有的常规的一些传感器。
步骤2：功率检测充电控制器把检测的功率与原设定的恒压DC/DC电路输入功率进行对比，并根据对比结果判断是否控制DC/DC充电电路对电池组进行充电。判断是否控制DC/DC 充电电路对电池组进行充电的过程为，功率检测充电控制器把检测的功率p1与原设定的恒压 DC/DC电路输入功率P11进行比较，当p1大于P11时，功率检测充电控制器控制DC/DC充电电路对电池组进行充电，充电功率为等于p1与P11的差值，当p1小于等于P11时，电池组不充电。根据需要充电的功率的大小进行对滑动电阻R1和DC/DC充电电路进行控制，从达到需要充电的功率大小。
步骤3：补偿控制器电流检测端检测恒压DC/DC电路输出端的电流，根据采集的电流来判断是否控制DC/DC放电电路进行放电。判断是否控制DC/DC放电电路进行放电的过程为，补偿控制器采集恒压DC/DC电路输出端的电流i2，恒压DC/DC电路输出的电压恒为u2，得到DC/DC放电电路的输出功率p2＝i2*u2，DC/AC并网逆变电路的输入功率为p22，当p22大于 p2时，控制DC/DC放电电路进行放电，且放电功率为p222＝p22－p2，放电的电流i222＝p222÷u2，当p22小于等于p2时，电池组不放电。补偿控制器主要是对恒压DC/DC电路输出端的功率进行补偿的作用，由于恒压DC/DC电路在进行变化过程中出现的损耗不一样，因此输出的功率会有所变化。
步骤4：并网控制电路采集DC/AC并网逆变电路输出端的功率，并把采集的功率传给补偿控制器。并网控制电路采集DC/AC并网逆变电路输出端的功率的过程为，并网控制电路采集DC/AC并网逆变电路输出端的电流i3和电压u3，得到DC/AC并网逆变电路输出端的功率 p3＝i3*u3，当电流i3或电压u3与负载的原设定的电流或电压有偏差时，并网控制电路控制DC/AC 并网逆变电路进一步调节输出的电流i3和电压u3，当功率p3小于原设定的额定功率时，补偿控制器控制DC/DC放电电路增大放电功率，增大的放电功率为原设定的额定功率与p3的差值。 DC/AC并网逆变电路输出端不单单要保持输出功率的稳定，还要使得输出的电压和电流均是在负载的接收范围内，电压和电流都不能过大或过小。
步骤5：并网控制电路根据采集的功率对DC/AC并网逆变电路进行控制，主要是控制输出的电压和电流的大小，使得DC/AC并网逆变电路输出端的电压和电流均能满足负载的要求，完成配电网***固定功率输出控制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种光储发电的配电网***的控制方法，***包括光伏发电电源、恒压DC/DC电路、DC/AC并网逆变电路、DC/DC充电电路、电池组、DC/DC放电电路、功率检测充电控制器、补偿控制器、并网控制电路和负载；光伏发电电源输出端并联一个滑动电阻并与恒压DC/DC电路连接，DC/DC充电电路输入端与恒压DC/DC电路输入端连接，恒压DC/DC电路输出端经DC/AC并网逆变电路与负载连接，DC/DC充电电路输出端与电池组充电端连接，电池组输出端经DC/DC放电电路与DC/AC并网逆变电路输入端连接，功率检测充电控制器功率检测端与光伏发电电源输出端连接，功率检测充电控制器的控制端与DC/DC充电电路连接，补偿控制器的电流检测端与恒压DC/DC电路输出端连接，补偿控制器控制端与DC/DC放电电路连接，功率检测充电控制器通过数据线与补偿控制器连接，并网控制电路的功率检测端与DC/AC并网逆变电路输出端连接，并网控制电路的控制端与DC/AC并网逆变电路连接，并网控制电路通过数据线与补偿控制器连接；其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：功率检测充电控制器功率检测端检测光伏发电电源输出端的功率，并把检测的功率传给补偿控制器；
步骤2：功率检测充电控制器把检测的功率p1与原设定的恒压DC/DC电路输入功率P11进行比较，当p1大于P11时，功率检测充电控制器控制DC/DC充电电路对电池组进行充电，充电功率为p1与P11的差值，当p1小于等于P11时，电池组不充电；
步骤3：补偿控制器采集恒压DC/DC电路输出端的电流i2，恒压DC/DC电路输出的电压恒为u2，得到恒压DC/DC电路的输出功率p2=i2*u2，DC/AC并网逆变电路的输入功率为p22，当p22大于p2时，控制DC/DC放电电路进行放电，且放电功率为p222=p22－p2，放电的电流i222=p222÷u2，当p22小于等于p2时，电池组不放电；
步骤4：并网控制电路采集DC/AC并网逆变电路输出端的功率，并把采集的功率传给补偿控制器；
步骤5：并网控制电路采集DC/AC并网逆变电路输出端的电流i3和电压u3，得到DC/AC并网逆变电路输出端的功率p3=i3*u3，当电流i3或电压u3与负载的原设定的电流或电压有偏差时，并网控制电路控制DC/AC并网逆变电路进一步调节输出的电流i3和电压u3，当功率p3小于原设定的额定功率时，补偿控制器控制DC/DC放电电路增大放电功率，增大的放电功率为原设定的额定功率与p3的差值，完成配电网***固定功率输出控制；
所述步骤2中对电池的充电控制为在DC/DC充电电路输入端接入滑动电阻，控制恒流充电，改变电压来控制充电功率，所述滑动电阻为电控滑动电阻R1，滑动电阻R1根据电控信号进行滑动调节；
所述步骤1中检测光伏发电电源输出端的功率的过程为，功率检测充电控制器采集光伏发电电源输出端的电流i1和电压u1，得到光伏发电电源输出端的功率p1=i1*u1。
2.根据权利要求1所述的一种光储发电的配电网***的控制方法，其特征在于，所述步骤3中的放电功率为p222包含放电过程中的放电功率损耗和电路传输的功率传输损耗。
3.根据权利要求2所述的一种光储发电的配电网***的控制方法，其特征在于，所述恒压DC/DC电路为恒压Boost电路，输出电压恒为u2。
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Effective date of registration: 20200922 Address after: No. 13, Feng An Dong Road, Shapotou District, central Wei, the Ningxia Hui Autonomous Region Applicant after: ZHONGWEI POWER SUPPLY COMPANY, STATE GRID NINGXIA ELECTRIC POWER CO.,LTD. Address before: 601, building 6, room 410205, headquarter building, Changsha Central Power Software Park, 39, pointed mountain road, Changsha hi tech Development Zone, Hunan Applicant before: CHANGSHA SHANDAO NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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Granted publication date: 20201020 |