CN116054237A - 一种基于光储共直流母线***的功率限制方法 - Google Patents

一种基于光储共直流母线***的功率限制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116054237A
CN116054237A CN202211514568.6A CN202211514568A CN116054237A CN 116054237 A CN116054237 A CN 116054237A CN 202211514568 A CN202211514568 A CN 202211514568A CN 116054237 A CN116054237 A CN 116054237A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
bus
energy storage
direct current
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211514568.6A
Other languages
English (en)
Inventor
吴煜
黄国江
夏俊臣
孙鹏飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Weiheng Intelligent Technology Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Weiheng Intelligent Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Weiheng Intelligent Technology Co ltd filed Critical Jiangsu Weiheng Intelligent Technology Co ltd
Priority to CN202211514568.6A priority Critical patent/CN116054237A/zh
Publication of CN116054237A publication Critical patent/CN116054237A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/106—Parallel operation of dc sources for load balancing, symmetrisation, or sharing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/14—Balancing the load in a network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H02J2300/26—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin involving maximum power point tracking control for photovoltaic sources
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于光储共直流母线***的功率限制方法，所述的光储共直流母线***包括分布式光伏***、储能***、直流母线以及双向DC/AC变换器；当光储联合***的输出功率需要限制时，储能部分通过控制***电流减少来调整功率；当储能部分的SOC达到极限时，再通过减小光伏输出电流使其跟随功率限制指令，从而限制光储联合***的输出功率。本限制方法将修正MPPT算法与光储联合的优势相结合将储能***与光伏***在直流侧进行集成，既能实现经济性，又能避免绿色电力在需求侧的浪费；通过将直流母线电压作为控制参数，对储能***进行操控，相对于交流耦合储能***需要通过功率控制，能改善响应速度慢的问题。

Description

一种基于光储共直流母线***的功率限制方法
技术领域
本发明涉及一种基于光储共直流母线***的功率限制方法。
背景技术
在全球开展碳中和行动的背景下，分布式光伏并入电网的数量急剧增加。然而，不断增长的光伏***给电网带来了巨大的挑战，当大量分布式光伏***接入电网时，在中午发电高峰时间会向电网注入规模庞大的有功功率，进而会产生严重的频率上浮。此外，由于光伏***的低惯性和高间歇性，其频率调节能力也因此受到限制，当电网发生波动时，在极端条件下可能会发生严重的电力事故。
为避免出现此类情况，需要将分布式光伏***的输出功率调节到一定水平，以维持电网的正常运行，避免出现频率偏差。国外一些国家对光伏并网发电***的各种有功控制方法出台了法规进行了修订和更新，丹麦使用绝对功率约束，将光伏***的有功功率限制在连接点(PCC)的限定值，通过定义最大功率限制，保护公共电力供应电网在紧急情况下不超载；德国通过电网法规规定，新安装的光伏***必须能够限制其最大入网功率的70％；日本的电网监管中也定义了类似的要求。
当前分布式光伏***实现输出功率限制的主要方法包括以下几种：
(1)需求侧管理：一般通过在需求侧安装负载、使用家用负荷或减少光伏发电单元总数(如有)等方式，消耗光伏在高峰期产生的多余电力。但上述方法会额外产生不需要的负载热量造成浪费，或需要智能通信***协同等方式。
(2)对最大功率点跟踪算法进行修正：将光伏输出功率或输出电流作为控制变量，来降低光伏输出功率。以功率为目标进行控制，原理相对简单，但相应速度较慢，一般在1s以内；以电流为目标进行控制时，响应较快，可以在0.2s以内，但太阳能电池板的最佳工作点通常为短路电流的90％左右，在气候剧烈变化条件下由于把电流参考值变为控制变量，可能会导致在辐照降低时工作点进入短路状态，容易导致光伏逆变器开关升温过快。
(3)随着分布式储能应用的日益增长，也可以用于实现功率控制。传统采用交流耦合储能***，该方法原理简单，一般采用跟踪***功率和光伏出力的控制方式来实现。该方法不仅可以抑制光伏输出功率的波动，而且可以通过优化协调BES之间的充放电来避免光伏功率过多削减，但需要***控制器通过传感器采集光伏输出以及***输出的功率来给出储能参考功率，仅能实现较快响应速度，在0.5s内。储能***和相关传感器、***控制器的额外成本，使得该方案的成本很高。且当储能***达到SOC阈值时，不再参与功率调节，光伏***仍面临功率控制问题。
(4)增加储能***的容量，以获得更大的功率调节能力。该方法在经济角度不合适，但可以通过在需求侧建设共享储能的方式，来集中需求，但也存在线路架设、土地占用和初期投资成本过高的问题，不太适合沿海发达地区。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，现提供一种基于光储共直流母线***的功率限制方法，具体方案如下：
一种基于光储共直流母线***的功率限制方法，所述的功率限制方法为通过光储共直流母线***接收到电网功率限制的指令，根据不同的功率限制场景，运行三种状态模式，对直流母线的电压进行分级控制；所述的光储共直流母线***包括分布式光伏***、储能***、直流母线以及双向DC/AC变换器；所述的三种状态模式为：
S1状态：分布式光伏***满载运行状态；
S2状态：分布式光伏***功率限制且储能***接入运行状态；
S3状态：分布式光伏***功率限制且储能***断开运行状态。
进一步的，所述的分布式光伏***通过DC/DC光伏转换器接入直流母线；所述的储能***通过DC/DC储能双向转换器接入直流母线；所述的直流母线作为DC/AC双向变换器的直流端与双向DC/AC变换器的交流端并入电网。
进一步的，储能***参与功率限制的条件如下式所述：
SOCmin≤SOC≤SOCmax  (1)
式(1)中SOCmin与SOCmax根据电池全寿命周期的动态特性进行选取。
进一步的，直流母线的电压的分级控制分为A级、B级以及C级；
当逆变器输出功率低于逆变器输出功率极限值时即Pinv＜Pinv_limit，分布式光伏***满载运行即S1状态；在S1状态下，直流母线电压被控制在A级；
当逆变器功率极限和蓄电池接入运行，逆变器输出功率高于逆变器输出功率极限值且蓄电池具有功率调节能力即满足Pinv＞Pinv_limit,SOCmin≤SOC≤SOCmax时为S2状态；在S2状态下，直流母线电压被控制在B级；
当逆变器功率极限与蓄电池断开运行，逆变器输出功率高于逆变器输出功率极限值且蓄电池不具备功率调节能力即满足Pinv＞Pinv_limit,SOC＞SOCmax时为S3状态；在S3状态下，直流母线电压被控制在C级。
进一步的，直流母线电压被控制在A级与B级时分布式光伏***以MPPT模式工作，控制参数如下式所示：
Figure BDA0003971486400000032
式(2)中，Vpv_ref是经过MPPT控制算法得到的参考电压；
Vpv是PV电压；Kp_vpv1是用于PV电压控制回路的PI控制器的比例系数；Ki_vpv1是用于PV电压控制回路PI控制器的积分系数；
iLpv是PV电流；Kp_ipv1是用于PV电流控制回路的PI控制器的比例系数；Ki_ipv是PV电流回路PI控制器的积分系数；
Dpv1是分布式光伏***DC/DC变换器的开关器件占空比。
进一步的，直流母线电压被控制在C级时分布式光伏***控制参数如下式所示：
Figure BDA0003971486400000041
式(3)中，Vbus_ref为母线的参考值；
Vbus_pv为电压C等级与A等级之间的差；Vbus为母线的实际测量值；
Figure BDA0003971486400000044
是用于母线电压控制回路的PI控制器的比例系数；
Figure BDA0003971486400000045
是用于母线电压控制回路PI控制器的积分系数；
Figure BDA0003971486400000042
为分布式光伏***输出电流的参考值；
Figure BDA0003971486400000046
为分布式光伏***的采样值；
Figure BDA0003971486400000047
和
Figure BDA0003971486400000048
分别为分布式光伏***电流控制回路PI控制器的比例系数和积分系数；
Dpv2是用于分布式光伏***DC/DC变换器的开关器件占空比。
进一步的，直流母线电压被控制在A级时，储能控制参数如下式所示：
Figure BDA0003971486400000043
式(5)中Pbat_ref为功率基准；Ppv为光伏功率；Pload为负载功率；储能的电流控制参数如下式所示：
Figure BDA0003971486400000051
式(5)中Pbat为储能***的功率；
iLbat_ref1由Pbat_ref与Pbat通过功率环路PI控制器的控制获得，作为电池侧电流环路PI控制器iLbat_ref1的电流基准；
Dbat1是储能***DC/DC变换器的开关器件占空比；
Kp_pbat1、Ki_pbat1是用于储能***功率控制回路的PI控制器的比例系数和积分系数；
Kp_pbat1、Ki_pbat1是用于储能***电流控制回路的PI控制器的比例系数和积分系数。
进一步的，直流母线电压被控制在B级时，储能的充电控制参数如下式所示：
Figure BDA0003971486400000052
式(6)中Vbus_ref为母线的参考值；
Vbus_bat为电压B等级与A等级之间的差；
Vbus为母线的实际测量值；
Figure BDA0003971486400000053
是用于母线电压控制回路的PI控制器的比例系数；
Figure BDA0003971486400000054
是用于母线电压控制回路PI控制器的积分系数；
Figure BDA0003971486400000055
为储能***充电电流的参考值；
Figure BDA0003971486400000056
为储能***的充电采样值；
Figure BDA0003971486400000057
和
Figure BDA0003971486400000058
分别为储能***电流控制回路PI控制器的比例系数和积分系数；
Dbat2是储能***DC-DC双向转换器的开关器件的占空比。
进一步的，直流母线电压被控制在A级时，双向DC/AC变换器采用PR控制。
进一步的，直流母线电压被控制在C级时，储能***不参与功率调节。
有益效果：
本发明提供了一种基于光储共直流母线***的功率限制方法，当光储联合***的输出功率需要限制时，储能部分通过控制***电流减少来调整功率即通过减小放电电流一直到增加充电电流；当储能部分的SOC达到极限时，再通过减小光伏输出电流使其跟随功率限制指令，从而限制光储联合***的输出功率。本方法将修正MPPT算法与光储联合的优势相结合，与现有的功率限制方法相比具有以下优势：
(1)将储能***与光伏***在直流侧进行集成，既能实现经济性，又能避免绿色电力在需求侧的浪费；
(2)共直流母线可以将直流母线电压作为控制参数，对储能***进行操控，相对于交流耦合储能***需要通过功率控制，能改善响应速度慢的问题；
(3)相对于单独修改光伏***的MPPT算法，可以改善其进行功率调节的局限性。
附图说明
图1是光储共直流母线的示意图；
图2是直流母线电压分级控制原理图；
图3是分布式光伏DC/DC变换器控制原理图；
图4是储能双向DC/DC转换器控制原理图；
图5是共直流母线双向DC/AC并网变流器控制原理图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例：
图1是光储共直流母线的示意图，如图1所示，光储共直流母线***包括分布式光伏***、储能***、直流母线以及双向DC/AC变换器；分布式光伏***通过DC/DC光伏转换器接入直流母线；所述的储能***通过DC/DC储能双向转换器接入直流母线；所述的直流母线作为DC/AC双向变换器的直流端与双向DC/AC变换器的交流端并入电网；
本实施例提供的一种基于光储共直流母线的功率限制方法通过光储共直流母线***接收到电网功率限制的指令，根据不同的功率限制场景，运行三种状态模式，对直流母线的电压进行分级控制；所述的三种状态模式为：
S1状态：分布式光伏***满载运行状态；
S2状态：分布式光伏***功率限制且储能***接入运行状态；
S3状态：分布式光伏***功率限制且储能***断开运行状态。
储能***参与功率限制的条件如下式所述：
SOCmin≤SOC≤SOCmax (1)
式(1)中SOCmin与SOCmax根据电池全寿命周期的动态特性进行选取，本实施例中SOCmin值为20％、SOCmax值为80％。；
图2是直流母线电压分级控制原理图，如图2所示直流母线的电压的分级控制分为A级、B级以及C级；
当逆变器输出功率低于逆变器输出功率极限值时即Pinv＜Pinv_limit，分布式光伏***满载运行即S1状态；在S1状态下，直流母线电压被控制在A级；光伏工作在MPPT模式，而升压转换器根据MPPT算法给出的参考电压改变占空比，从而改变光伏的输出电压以获得最大输出功率。BES在正常模式下工作，它根据PV和家庭负载之间的差异在充放电状态下工作。当光伏输出功率低于家庭负载消耗的功率时，蓄电池工作在放电状态，以弥补光伏***本应提供的能量。同样，当PV的输出功率高于家庭负载所消耗的功率时，BES工作在充电状态以存储负载所释放的能量。
当逆变器功率极限和蓄电池接入运行，逆变器输出功率高于逆变器输出功率极限值且蓄电池具有功率调节能力即满足Pinv＞Pinv_limit,SOCmin≤SOC≤SOCmax时为S2状态；在S2状态下，直流母线电压被控制在B级；光伏工作在MPPT模式，实现最大功率输出。BES工作在功率调节模式，BES降低其放电功率甚至工作在充电模式。这样既减少了光伏能源的浪费，又将逆变器的输出功率限制在功率极限要求内。
当逆变器功率极限与蓄电池断开运行，逆变器输出功率高于逆变器输出功率极限值且蓄电池不具备功率调节能力即满足Pinv＞Pinv_limit,SOC＞SOCmax时为S3状态；在S3状态下，直流母线电压被控制在C级。光伏工作在功率限制模式，通过控制Boost变换器降低光伏的输出电流。根据光伏I-V特性曲线，光伏的输出电压随之增大，并进一步远离最大功率点。目的是降低光伏输出功率，满足逆变器输出功率限制的要求。
直流母线电压被控制在A级与B级时分布式光伏***控制参数如下式所示：
Figure BDA0003971486400000081
式(2)中，Vpv_ref是经过MPPT控制算法得到的参考电压；
Vpv是PV电压；Kp_vpv1是用于PV电压控制回路的PI控制器的比例系数；Ki_vpv1是用于PV电压控制回路PI控制器的积分系数；
iLpv是PV电流；Kp_ipv1是用于PV电流控制回路的PI控制器的比例系数；Ki_ipv是PV电流回路PI控制器的积分系数；
Dpv1是分布式光伏***DC/DC变换器的开关器件占空比。
直流母线电压被控制在A级时，储能控制参数如下式所示：
Pbat_ref＝Pload-Ppv  (3)
式(3)中Pbat_ref为功率基准；Ppv为光伏功率；Pload为负载功率；
储能的电流控制参数如下式所示：
Figure BDA0003971486400000091
式(4)中Pbat为储能***的功率；
iLbat_ref1由Pbat_ref与Pbat通过功率环路PI控制器的控制获得，作为电池侧电流环路PI控制器iLbat_ref1的电流基准；
Dbat1是储能***DC/DC变换器的开关器件占空比；
Kp_pbat1、Ki_pbat1是用于储能***功率控制回路的PI控制器的比例系数和积分系数；
Kp_pbat1、Ki_pbat1是用于储能***电流控制回路的PI控制器的比例系数和积分系数。
双向DC/AC变换器，采用PR控制，首先计算电池容量：
Pbat＝max(|PPV-Pload-Pgrid|)
Figure BDA0003971486400000092
其中，
Figure BDA0003971486400000093
其中Pgrid为电网限制输出功率，Ebat为电池容量，除以2的原因是储能采用削峰填谷的方式来平衡光伏与负载，充放电各占了一半。X为电网下发的电网输出日总量限制。
逆变器输出电流控制方案如下式所示：
Figure BDA0003971486400000101
其中，Vbus_ref为母线电压参考值，Vbus是母线电压，
Figure BDA0003971486400000103
是逆变器电压控制回路的PI控制器的比例系数，
Figure BDA0003971486400000104
是逆变器电压控制器回路的PI控制的积分系数，iinv是逆变器输出电流，iinv_ref2为得到的参考值，
Figure BDA0003971486400000105
是逆变器PR控制的比例系数，
Figure BDA0003971486400000106
是逆变器PR控制器的谐振系数，W0是逆变器输出电流的基频，wc是逆变器输出电压的截止频率，Dinv2是逆变器开关器件的占空比；
iinv_ref2由Vbus_ref通过电压环比例积分(PI)控制器的控制获得，作为逆变器侧电流；
比例谐振(PR)控制器的电流基准，Vbus_ref控制逆变器输出电流。
直流母线电压被控制在B级时，储能的充电控制参数如下式所示：
Figure BDA0003971486400000102
式(5)中Vbus_ref为母线的参考值；
Vbus_bat为电压B等级与A等级之间的差；
Vbus为母线的实际测量值；
Figure BDA0003971486400000107
是用于母线电压控制回路的PI控制器的比例系数；
Figure BDA0003971486400000108
是用于母线电压控制回路PI控制器的积分系数；
Figure BDA0003971486400000113
为储能***充电电流的参考值；
Figure BDA0003971486400000114
为储能***的充电采样值；
Figure BDA0003971486400000115
和
Figure BDA0003971486400000116
分别为储能***电流控制回路PI控制器的比例系数和积分系数；
Dbat2是储能***DC-DC双向转换器的开关器件的占空比。
DC/AC双向变换器控制参数如下式所示：
Figure BDA0003971486400000111
其中Pinv_limit为电网给出的光储联合***输出功率限制值，Pinv是光储联合***输出功率，Kp_pinv1是逆变器功率控制回路PI控制器的比例系数，Ki_pinv1是逆变器功率控制器PI控制器的积分系数，iinv是逆变器输出电流，iinv_ref1为得到的参考值，
Figure BDA0003971486400000117
和
Figure BDA0003971486400000118
与之前电压等级A一样，是逆变器PR控制器的比例系数和谐振系数，W0是逆变器输出电流的基频，wc是逆变器输出电压的截止频率，Dinv1是逆变器开关器件的占空比。
直流母线电压被控制在C级时，储能不参与功率调节，分布式光伏***控制参数如下式所示：
Figure BDA0003971486400000112
式(6)中，Vbus_ref为母线的参考值；
Vbus_pv为电压C等级与A等级之间的差；Vbus为母线的实际测量值；
Figure BDA0003971486400000119
是用于母线电压控制回路的PI控制器的比例系数；
Figure BDA00039714864000001110
是用于母线电压控制回路PI控制器的积分系数；
Figure BDA0003971486400000122
为分布式光伏***输出电流的参考值；
Figure BDA0003971486400000123
为分布式光伏***的采样值；
Figure BDA0003971486400000121
和积分系数；
Dpv2是用于分布式光伏***DC/DC变换器的开关器件占空比。
在光储联合应用场景中，除了限定功率以外，常用到的功率控制模式一般还包括：主动支撑控制、需量控制、电能质量控制、防逆流控制、防变压器过载控制、分时段充放电控制这6类。
其中主动支撑控制，一般要求光储联合***按照固定功率功率支撑，不影响本技术方案的实施。
需量控制，要求光储联合***+负载的用电功率不超过需量上限，不影响本技术方案的实施。
电能质量控制，要求光储联合***形成一部分无功来改善功率因数，其余部分作为有功功率，不影响本技术方案的实施。
分时段充放电控制，一般要求进行充电或放电，设置的是方向，不影响本技术方案的实施。
防逆流控制，要求光储联合***不向电网馈电，此时符合等级B到C的场景。
防变压器过载控制，主要是要求用电功率不超过变压器上限，未来也可能会出现光伏功率+储能功率不得超过变压器上限，此时符合等级A到等级B，等级B到等级C的场景。
作为进一步改进，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种基于光储共直流母线***的功率限制方法，其特征在于，所述的功率限制方法为通过光储共直流母线***接收到电网功率限制的指令，根据不同的功率限制场景，运行三种状态模式，对直流母线的电压进行分级控制；所述的光储共直流母线***包括分布式光伏***、储能***、直流母线以及双向DC/AC变换器；所述的三种状态模式为：
S1状态：分布式光伏***满载运行状态；
S2状态：分布式光伏***功率限制且储能***接入运行状态；
S3状态：分布式光伏***功率限制且储能***断开运行状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于光储共直流母线***的功率限制方法，其特征在于，所述的分布式光伏***通过DC/DC光伏转换器接入直流母线；所述的储能***通过DC/DC储能双向转换器接入直流母线；所述的直流母线作为DC/AC双向变换器的直流端与双向DC/AC变换器的交流端并入电网。
3.根据权利要求1所述的一种基于光储共直流母线***的功率限制方法，其特征在于，储能***参与功率限制的条件如下式所述：
SOCmin≤SOC≤SOCmax (1)
式(1)中SOCmin与SOCmax根据电池全寿命周期的动态特性进行选取。
4.根据权利要求1所述的一种基于光储共直流母线***的功率限制方法，其特征在于，直流母线的电压的分级控制分为A级、B级以及C级；
当逆变器输出功率低于逆变器输出功率极限值时即Pinv＜Pinv_limit，分布式光伏***满载运行即S1状态；在S1状态下，直流母线电压被控制在A级；
当逆变器功率极限和蓄电池接入运行，逆变器输出功率高于逆变器输出功率极限值且蓄电池具有功率调节能力即满足Pinv＞Pinv_limit,SOCmin≤SOC≤SOCmax时为S2状态；在S2状态下，直流母线电压被控制在B级；
当逆变器功率极限与蓄电池断开运行，逆变器输出功率高于逆变器输出功率极限值且蓄电池不具备功率调节能力即满足Pinv＞Pinv_limit,SOC＞SOCmax时为S3状态；在S3状态下，直流母线电压被控制在C级。
5.根据权利要求4所述的一种基于光储共直流母线***的功率限制方法，其特征在于，直流母线电压被控制在A级与B级时分布式光伏***以MPPT模式工作，控制参数如下式所示：
Figure FDA0003971486390000021
式(2)中，Vpv_ref是经过MPPT控制算法得到的参考电压；
Vpv是PV电压；Kp_vpv1是用于PV电压控制回路的PI控制器的比例系数；Ki_vpv1是用于PV电压控制回路PI控制器的积分系数；
iLpv是PV电流；Kp_ipv1是用于PV电流控制回路的PI控制器的比例系数；Ki_ipv是PV电流回路PI控制器的积分系数；
Dpv1是分布式光伏***DC/DC变换器的开关器件占空比。
6.根据权利要求4所述的一种基于光储共直流母线***的功率限制方法，其特征在于，直流母线电压被控制在C级时分布式光伏***控制参数如下式所示：
Figure FDA0003971486390000022
式(3)中，Vbus_ref为母线的参考值；
Vbus_pv为电压C等级与A等级之间的差；Vbus为母线的实际测量值；
Figure FDA0003971486390000023
是用于母线电压控制回路的PI控制器的比例系数；
Figure FDA0003971486390000031
是用于母线电压控制回路PI控制器的积分系数；
Figure FDA0003971486390000032
为分布式光伏***输出电流的参考值；
Figure FDA0003971486390000033
为分布式光伏***的采样值；
Figure FDA0003971486390000034
和
Figure FDA0003971486390000035
分别为分布式光伏***电流控制回路PI控制器的比例系数和积分系数；
Dpv2是用于分布式光伏***DC/DC变换器的开关器件占空比。
7.根据权利要求4所述的一种基于光储共直流母线***的功率限制方法，其特征在于，直流母线电压被控制在A级时，储能控制参数如下式所示：
Pbat_ref＝Pload-Ppv      (4)
式(5)中Pbat_ref为功率基准；Ppv为光伏功率；Pload为负载功率；
储能的电流控制参数如下式所示：
Figure FDA0003971486390000036
式(5)中Pbat为储能***的功率；
iLbat_ref1由Pbat_ref与Pbat通过功率环路PI控制器的控制获得，作为电池侧电流环路PI控制器iLbat_ref1的电流基准；
Dbat1是储能***DC/DC变换器的开关器件占空比；
Kp_pbat1、Ki_pbat1是用于储能***功率控制回路的PI控制器的比例系数和积分系数；
Kp_pbat1、Ki_pbat1是用于储能***电流控制回路的PI控制器的比例系数和积分系数。
8.根据权利要求4所述的一种基于光储共直流母线***的功率限制方法，其特征在于，直流母线电压被控制在B级时，储能的充电控制参数如下式所示：
Figure FDA0003971486390000041
式(6)中Vbus_ref为母线的参考值；
Vbus_bat为电压B等级与A等级之间的差；
Vbus为母线的实际测量值；
Figure FDA0003971486390000042
是用于母线电压控制回路的PI控制器的比例系数；
Figure FDA0003971486390000043
是用于母线电压控制回路PI控制器的积分系数；
Figure FDA0003971486390000044
为储能***充电电流的参考值；
Figure FDA0003971486390000045
为储能***的充电采样值；
Figure FDA0003971486390000046
和
Figure FDA0003971486390000047
分别为储能***电流控制回路PI控制器的比例系数和积分系数；
Dbat2是储能***DC-DC双向转换器的开关器件的占空比。
9.根据权利要求4所述的一种基于光储共直流母线***的功率限制方法，其特征在于，直流母线电压被控制在A级时，双向DC/AC变换器采用PR控制。
10.根据权利要求4所述的一种基于光储共直流母线***的功率限制方法，其特征在于，直流母线电压被控制在C级时，储能***不参与功率调节。
CN202211514568.6A 2022-11-30 2022-11-30 一种基于光储共直流母线***的功率限制方法 Pending CN116054237A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211514568.6A CN116054237A (zh) 2022-11-30 2022-11-30 一种基于光储共直流母线***的功率限制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211514568.6A CN116054237A (zh) 2022-11-30 2022-11-30 一种基于光储共直流母线***的功率限制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116054237A true CN116054237A (zh) 2023-05-02

Family

ID=86120938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211514568.6A Pending CN116054237A (zh) 2022-11-30 2022-11-30 一种基于光储共直流母线***的功率限制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116054237A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116995712A (zh) * 2023-09-25 2023-11-03 广州三晶电气股份有限公司 储能变流器的能量控制方法及装置
CN117335497A (zh) * 2023-11-27 2024-01-02 锦浪科技股份有限公司 一种光伏储能***模式控制方法
CN117353418A (zh) * 2023-10-09 2024-01-05 南方电网调峰调频(广东)储能科技有限公司 储能电站参与辅助服务市场运行功率的控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102969742A (zh) * 2012-12-18 2013-03-13 天津工业大学 多功能光伏发电实验***及其控制方法
US20140210275A1 (en) * 2013-01-31 2014-07-31 General Electric Company Photovoltaic power generation system including apparatus and method to buffer power fluctuations
CN104022526A (zh) * 2014-05-08 2014-09-03 南京航空航天大学 适用于光伏微电网***的直直变换电路统一功率控制方法
CN104810858A (zh) * 2015-05-27 2015-07-29 广西大学 一种光储微电网并网发电***的控制方法
CN111293717A (zh) * 2020-02-24 2020-06-16 阳光电源股份有限公司 一种光储直流耦合***的控制方法及***
CN111864852A (zh) * 2020-07-30 2020-10-30 合肥工业大学 一种光伏发电***锂电池充放电控制方法及***
CN114899913A (zh) * 2022-05-23 2022-08-12 浙江艾罗网络能源技术股份有限公司 一种混合储能逆变器离网模式下电池充放电电流控制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102969742A (zh) * 2012-12-18 2013-03-13 天津工业大学 多功能光伏发电实验***及其控制方法
US20140210275A1 (en) * 2013-01-31 2014-07-31 General Electric Company Photovoltaic power generation system including apparatus and method to buffer power fluctuations
CN104022526A (zh) * 2014-05-08 2014-09-03 南京航空航天大学 适用于光伏微电网***的直直变换电路统一功率控制方法
CN104810858A (zh) * 2015-05-27 2015-07-29 广西大学 一种光储微电网并网发电***的控制方法
CN111293717A (zh) * 2020-02-24 2020-06-16 阳光电源股份有限公司 一种光储直流耦合***的控制方法及***
CN111864852A (zh) * 2020-07-30 2020-10-30 合肥工业大学 一种光伏发电***锂电池充放电控制方法及***
CN114899913A (zh) * 2022-05-23 2022-08-12 浙江艾罗网络能源技术股份有限公司 一种混合储能逆变器离网模式下电池充放电电流控制方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116995712A (zh) * 2023-09-25 2023-11-03 广州三晶电气股份有限公司 储能变流器的能量控制方法及装置
CN116995712B (zh) * 2023-09-25 2024-01-30 广州三晶电气股份有限公司 储能变流器的能量控制方法及装置
CN117353418A (zh) * 2023-10-09 2024-01-05 南方电网调峰调频(广东)储能科技有限公司 储能电站参与辅助服务市场运行功率的控制方法
CN117335497A (zh) * 2023-11-27 2024-01-02 锦浪科技股份有限公司 一种光伏储能***模式控制方法
CN117335497B (zh) * 2023-11-27 2024-03-01 锦浪科技股份有限公司 一种光伏储能***模式控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116054237A (zh) 一种基于光储共直流母线***的功率限制方法
CN113690873A (zh) 一种含混合储能的光伏直流微电网协调控制方法
US20150021998A1 (en) Stabilized power generation
CN108599136B (zh) 一种直流微电网光伏***的模式切换方法
KR101752465B1 (ko) 주간모드 및 야간모드 기능을 구비한 태양광발전 시스템의 제어 방법
CN202495774U (zh) 防逆流***
CN105493372A (zh) 太阳能发电***
CN114899913B (zh) 一种混合储能逆变器离网模式下电池充放电电流控制方法
CN114552659A (zh) 含电氢储能的多能量综合管理型能量路由器及控制方法
CN111900710B (zh) 一种并网型直流微电网协调控制方法
TW201312898A (zh) 具適應性電能控制之太陽光伏發電系統及其操作方法
EP4246751A1 (en) Method of controlling of battery energy storage system of power system with high dynamic loads
CN110854983A (zh) 一种基于超级电容平抑直流母线电压突变的电压稳定装置及其方法
CN114123449A (zh) 一种独立光伏发电储能***及能量管理方法
CN115882490A (zh) 基于soc的蓄电池改进下垂控制方法及***
Behera et al. Coordinated power management of a laboratory scale wind energy assisted lvdc microgrid with hybrid energy storage system
CN114928102A (zh) 一种分布式储能光伏智能发电***
CN115622134B (zh) 一种光伏发电***的mppt调度控制方法
CN209526548U (zh) 一种蓄电池自平衡快速充电耦合控制的光伏发电装置
Jin et al. A new control strategy of dc microgrid with photovoltaic generation and hybrid energy storage
CN107069924B (zh) 一种共用铝电极的太阳能电池-超级电容器件的充放电电路及其控制方法
CN114928115A (zh) 一种微电网中并联逆变器功率自动均衡控制方法及***
JP2006060984A (ja) 電源装置
CN112564082B (zh) 一种将蓄电池单元分组优化的直流微电网能量调控方法
CN107342597A (zh) 一种交流微网协调控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination