CN110854878A - 一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制方法及*** - Google Patents

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范晓东
罗天意
马金辉
陈实
赵二保
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Abstract

本发明提出的一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制***，包括：光伏逆变器、储能电池、储能双向DC/DC变换器和用于连接光伏组件的光伏供电接口；光伏供电接口等电位并联连接光伏逆变器输入端和储能双向DC/DC变换器第一输入输出端，储能电池连接储能双向DC/DC变换器第二输入输出端，光伏逆变器输出端作为***输出端。本发明提出的一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制***，实现了在光伏发电满功率运行时，也能通过储能电池实现有功功率的上下调节，从而主动参与电网频率控制。

Description

一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制方法及***
技术领域
本发明涉及电网技术领域，尤其涉及一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制方法及***。
背景技术
光伏发电作为日益重要的电源，须承担参与电网调频的义务，当电网频率出现异常情况时，应该主动调整并网出力，参与电网频率控制，起到参与支撑电网安全稳定运行的作用。
光伏逆变器将光伏组件侧的直流电逆变成交流电，通过站内交流母线并入电网。在目前光伏发电市场，光伏逆变器均为满发电出力状态运行。
目前市场有以下光伏发电频率控制方法：
1、AGC控制***
通过站内光伏AGC(自动发电控制***)下发调频指令给逆变器，调整发电出力。
该方法为二次调频，依赖于通讯和指令，调频速度慢(分钟级)。
2、用逆变器调频
当电网高频时，光伏逆变器可以降低发电出力，协助电网降低频率；但是当电网低频时，光伏逆变器由于已经是满出力运行，此时无法再增加发电出力，因此无法参与电网提高频率。
3、预留10％备用容量
该方法是预留出一部分发电裕度，在电网频率变化时，可以通过逆变器降低或增加发电出力，该方法可以双向调节。但是，由于损失了一部分发电容量，因此造成了巨大的经济损失。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制方法及***。
本发明提出的一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制方法，包括：
将光伏组件通过光伏逆变器连接交流母线；
在光伏组件与光伏逆变器之间设置并联节点，将并联节点通过储能双向DC/DC变换器连接储能电池；
检测电网工作状态，并根据电网工作状态调节储能双向DC/DC变换器工作状态。
优选的，检测电网工作状态，并根据电网工作状态调节储能双向DC/DC变换器工作状态的具体方法为：
当电网高频运行时，切换储能双向DC/DC变换器工作状态，使光伏组件给储能电池充电；
当电网低频运行时，切换储能双向DC/DC变换器工作状态，使储能电池进行放电。
优选的，光伏逆变器工作状态下处于满出力运行状态。
一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制***，包括：光伏逆变器、储能电池、储能双向DC/DC变换器和用于连接光伏组件的光伏供电接口；
光伏供电接口等电位并联连接光伏逆变器输入端和储能双向DC/DC变换器第一输入输出端，储能电池连接储能双向DC/DC变换器第二输入输出端，光伏逆变器输出端作为***输出端。
优选的，还包括光伏组件，光伏组件与光伏供电接口连接。
优选的，包括两种工作状态：
第一工作状态下，光伏供电接口接入的光伏组件同时向光伏逆变器和储能双向DC/DC变换器供电；
第二工作状态下，光伏供电接口接入的光伏组件和储能电池同时向光伏逆变器供电。
优选的，通过储能双向DC/DC变换器的工作状态变化控制两种工作状态的切换。
优选的，还包括控制器和数据采集模块，数据采集模块用于采集电网运行状态数据，控制器分别连接数据采集模块和储能双向DC/DC变换器，控制器用于根据电网运行状态数据控制储能双向DC/DC变换器工作。
本发明提出的一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制方法，通过储能电池，即可对光伏组件富余的发电容量进行存储，避免电能浪费；又可在光伏组件发电容量不足时，通过储能电池对光伏逆变器进行放电，以提高光伏逆变器的出力。如此，本发明中，通过储能电池的设置，可实现电网上下调节裕度，且无需预留光伏发电量，可对光伏组件发电充分利用。
本发明中，储能电池的工作状态通过储能双向DC/DC变换器进行调节，相当于在电网调频时，只需要一次调频便可实现电网的大幅度调节效果；且储能双向DC/DC变换器直接根据电网实时检测数据进行调控，不需要等待远程指令，可及时响应，实现快速调节。
本发明提出的一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制***，实现了在光伏发电满功率运行时，也能通过储能电池实现有功功率的上下调节，从而主动参与电网频率控制。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制方法流程图；
图2为本发明提出的一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制***结构图；
图3为本发明提出的另一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制***结构图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制方法，包括：
将光伏组件通过光伏逆变器连接交流母线；
在光伏组件与光伏逆变器之间设置并联节点，将并联节点通过储能双向DC/DC变换器连接储能电池；
检测电网工作状态，并根据电网工作状态调节储能双向DC/DC变换器工作状态。
如此，本实施方式中，通过储能电池，即可对光伏组件富余的发电容量进行存储，避免电能浪费；又可在光伏组件发电容量不足时，通过储能电池对光伏逆变器进行放电，以提高光伏逆变器的出力。如此，本实施方式中，通过储能电池的设置，可实现电网上下调节裕度，且无需预留光伏发电量，可对光伏组件发电充分利用。
本实施方式中，储能电池的工作状态通过储能双向DC/DC变换器进行调节，相当于在电网调频时，只需要一次调频便可实现电网的大幅度调节效果；且储能双向DC/DC变换器直接根据电网实时检测数据进行调控，不需要等待远程指令，可及时响应，实现快速调节。
本实施中，检测电网工作状态，并根据电网工作状态调节储能双向DC/DC变换器工作状态的具体方法为：
当电网高频运行时，切换储能双向DC/DC变换器工作状态，使光伏组件给储能电池充电；
当电网低频运行时，切换储能双向DC/DC变换器工作状态，使储能电池进行放电。
如此，当电网高频运行时，通过储能电池充电，降低了光伏组件向光伏逆变器的供电量，从而降低了光伏逆变器交流侧的有功出力，实现电网降低运行频率的效果，并对光伏组件的发电进行蓄能，避免了光伏发电损失；当电网低频运行时，通过储能电池放电，使得光伏逆变器实现了光伏组件和储能电池的双电源供电，从而提高光伏逆变器交流侧的有功出力，实现电网提高运行频率的效果。
本实施方式中，通过储能双向DC/DC变换器控制储能电池充放电，从而控制光伏逆变器交流侧的有功出力，光伏逆变器工作状态下处于满出力运行状态，以避免光伏发电损失。
本发明还提出了一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制***，包括：光伏逆变器、储能电池、储能双向DC/DC变换器和用于连接光伏组件的光伏供电接口。
光伏供电接口等电位并联连接光伏逆变器输入端和储能双向DC/DC变换器第一输入输出端，储能电池连接储能双向DC/DC变换器第二输入输出端，光伏逆变器输出端作为***输出端。
本实施方式提供的基于储能电池的光伏发电主动频率控制***，还包括光伏组件，光伏组件与光伏供电接口连接。
本实施方式中的基于储能电池的光伏发电主动频率控制***，包括两种工作状态：
第一工作状态下，光伏组件同时向光伏逆变器和储能双向DC/DC变换器供电。如此，光伏组件通过储能双向DC/DC变换器向储能电池充电，从而通过储能电池的蓄电能力分担光伏组件的发电，以便降低光伏逆变器交流侧的有功出力。
第二工作状态下，光伏组件和储能电池同时向光伏逆变器供电。如此，储能电池可通过储能双向DC/DC变换器向光伏逆变器放电时，提高了光伏逆变器交流侧的有功出力。
如此，当通过该基于储能电池的光伏发电主动频率控制***应用光伏发电时，通过***输出端连接电网母线，然后通过储能双向DC/DC变换器工作状态的调节，便可控制光伏逆变器交流侧的有功出力，以实现以光伏组件单独发电为基准的电网运行频率的升频或者降频调节。
具体的，本实施方式中，通过储能双向DC/DC变换器的工作状态变化控制两种工作状态的切换。
具体的，参照图3，本实施方式中的基于储能电池的光伏发电主动频率控制***，还包括控制器和数据采集模块，数据采集模块用于采集电网运行状态数据，控制器分别连接数据采集模块和储能双向DC/DC变换器，控制器用于根据电网运行状态数据控制储能双向DC/DC变换器工作。如此，通过控制器和数据采集模块的配合，可实现根据电网运行状态实时调整储能双向DC/DC变换器的工作状态，以实现电网运行频率的快速调节。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制方法，其特征在于，包括：
将光伏组件通过光伏逆变器连接交流母线；
在光伏组件与光伏逆变器之间设置并联节点，将并联节点通过储能双向DC/DC变换器连接储能电池；
检测电网工作状态，并根据电网工作状态调节储能双向DC/DC变换器工作状态。
2.如权利要求1所述的基于储能电池的光伏发电主动频率控制方法，其特征在于，检测电网工作状态，并根据电网工作状态调节储能双向DC/DC变换器工作状态的具体方法为：
当电网高频运行时，切换储能双向DC/DC变换器工作状态，使光伏组件给储能电池充电；
当电网低频运行时，切换储能双向DC/DC变换器工作状态，使储能电池进行放电。
3.如权利要求1或2所述的基于储能电池的光伏发电主动频率控制方法，其特征在于，光伏逆变器工作状态下处于满出力运行状态。
4.一种基于储能电池的光伏发电主动频率控制***，其特征在于，包括：光伏逆变器、储能电池、储能双向DC/DC变换器和用于连接光伏组件的光伏供电接口；
光伏供电接口等电位并联连接光伏逆变器输入端和储能双向DC/DC变换器第一输入输出端，储能电池连接储能双向DC/DC变换器第二输入输出端，光伏逆变器输出端作为***输出端。
5.如权利要求4所述的基于储能电池的光伏发电主动频率控制***，其特征在于，还包括光伏组件，光伏组件与光伏供电接口连接。
6.如权利要求4或5所述的基于储能电池的光伏发电主动频率控制***，其特征在于，包括两种工作状态：
第一工作状态下，光伏供电接口接入的光伏组件同时向光伏逆变器和储能双向DC/DC变换器供电；
第二工作状态下，光伏供电接口接入的光伏组件和储能电池同时向光伏逆变器供电。
7.如权利要求6所述的基于储能电池的光伏发电主动频率控制***，其特征在于，通过储能双向DC/DC变换器的工作状态变化控制两种工作状态的切换。
8.如权利要求7所述的基于储能电池的光伏发电主动频率控制***，其特征在于，还包括控制器和数据采集模块，数据采集模块用于采集电网运行状态数据，控制器分别连接数据采集模块和储能双向DC/DC变换器，控制器用于根据电网运行状态数据控制储能双向DC/DC变换器工作。
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