一种光伏发电微网系统混合储能控制方法技术方案

一种光伏发电微网系统混合储能控制方法，包括双向DCDC变流器、功率分配和混合储能控制三个部分。本发明专利技术能够保证光伏发电微电网系统在并网过程中，快速消除交流侧有功功率突变以及直流负载功率突变带来的影响，保证系统稳定运行且光伏阵列输出功率最大。采用储能装置维持直流母线电压稳定，使得逆变器能够按照电网功率需求发出相应的有功功率和无功功率，为并网运行提供了保障。蓄电池和超级电容储能装置具有较好的能量互补特点，通过控制蓄电池吸收或释放低频功率，超级电容吸收或释放高频功率，可以抑制负载突变对直流母线造成的冲击。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种光伏发电微网系统混合储能控制方法
本专利技术涉及一种光伏发电微网系统，尤其涉及一种光伏发电微网系统混合储能控制方法。
技术介绍
风能、太阳能等可再生能源具有间歇性、随机性的特点，微电网负荷具有持续波动性。为了保证微电网系统稳定、各发电单元之间功率平衡以及输出电能质量较好，需要在微电网系统中配置一定容量的储能装置，快速调节系统有功、无功功率输出，抑制微电网系统负荷突变引起的功率波动，改善系统输出电能质量，提高系统的可靠性和稳定性。目前，微电网系统储能装置的种类有很多。铅酸蓄电池可满足可再生能源发电对能量密度的要求，但难以满足系统动态响应性能要求。超级电容功率密度高，但其能量密度较低。微电网系统中的储能部分可采用超级电容和蓄电池组成的混合储能系统。当储能单元通过变换器与外部电网连接时，变换器的控制性能直接影响系统直流母线电压的稳定。对超级电容采用直接功率控制可更好的抑制直流母线电压波动。
技术实现思路
为了克服混合储能方式在光伏发电微网系统应用中的难题，本专利技术提出一种光伏发电微网系统混合储能控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提出了含光伏发电单元的微电网系统并网运行时各储能单元和直流母线电压的控制方法。当光伏发电并网系统的能量管理可以采用功率分配型控制方法时，直流母线电压幅值的稳定受发电单元侧控制，通过控制微电源与三相逆变器输送给电网能量之间的平衡来保持直流母线电压稳定。光伏发电微网系统混合储能控制方法包括双向DCDC变流器、功率分配和混合储能控制三个部分。所述双向DCDC变流器，蓄电池和超级电容分别通过双向DC-DC变流器与直流母线连接。所述功率分配直流母线电压平衡由发电单元和储能单元共同控制。所述混合储能控制利用蓄电池和超级电容充放电互补特性平抑负载突变时对直流母线造成的冲击。本专利技术的有益效果是：能够保证光伏发电微电网系统在并网过程中，快速消除交流侧有功功率突变以及直流负载功率突变带来的影响，保证系统稳定运行且光伏阵列输出功率最大。采用储能装置维持直流母线电压稳定，使得逆变器能够按照电网功率需求发出相应的有功功率和无功功率，为并网运行提供了保障。蓄电池和超级电容储能装置具有较好的能量互补特点，通过控制蓄电池吸收或释放低频功率，超级电容吸收或释放高频功率，可以抑制负载突变对直流母线造成的冲击。附图说明图1为系统结构图。图2为混合储能系统图。图3为储能系统控制图。具体实施方式图1中，光伏阵列、蓄电池和超级电容通过双向直流/直流(directcurrent/directcurrent，DC/DC)变换器接入150V直流母线，采用直流/交流(directcurrent/alternatingcurrent，DC/AC)变流器将直流微电网系统接入交流电网，并对本地负载进行供电。光伏阵列工作在最大功率点跟踪(maximumpowerpointtracking，MPPT)模式，直流母线上接有直流负载；逆变单元主要由三相逆变器和LC滤波器组成，实现并网或孤岛运行。图2中，利用蓄电池和超级电容充放电互补特性平抑负载突变时对直流母线造成的冲击，蓄电池和超级电容分别通过双向DC-DC变流器与直流母线连接。其中：Ubat为蓄电池电压；Ibat为蓄电池输出电流；Lbat为蓄电池回路电感；Usc为超级电容电压；Isc为超级电容输出电流；Lsc为超级电容回路电感；Cdc为输出电容；Udc为直流母线输出电压。超级电容恒流充电和恒流放电的变流器控制策略与蓄电池完全相同。图3中，当微电网并网运行时，蓄电池工作在恒流充电或放电模式。由于直流母线电压等级高于蓄电池的额定电压，若蓄电池充电，双向DC-DC变流器相当于一个Buck(降压式变换)电路，控制电感的电流实现恒流充电。蓄电池恒流充电时，上半桥臂开关管占空比为Dpwm，Ibat*为蓄电池输出电流给定值，此时下半桥臂开关管处于断开状态。蓄电池放电时，双向DC-DC变流器相当于Boost(升压斩波)电路，通过控制下半桥臂的开关管实现恒流放电，恒流放电时下半桥臂开关管占空比Dpwm，此时上半桥臂开关管断开，蓄电池恒流放电。根据蓄电池和超级电容自身充放电的特性，将储能系统吸收或释放的总功率通过低通滤波器分为两部分：低频功率和高频功率。由于超级电容的充放电速度快，因此控制超级电容吸收或释放由于风、光或负载突变产生的高频功率；而蓄电池能量密度大，存储能量多，因此由蓄电池作为长时间储能装置，吸收或释放低频功率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏发电微网系统混合储能控制方法，其特征在于：包括双向DCDC变流器、功率分配和混合储能控制三个部分。

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电微网系统混合储能控制方法，其特征在于：包括双向DCDC变流器、功率分配和混合储能控制三个部分。2.如权利要求1所述的光伏发电微网系统混合储能控制方法，其特征在于所述双向DCDC变流器有两个，且分别与超级电容、蓄电池连接，能够控制超级电容和蓄电池的充放电。3.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚秋丽，
申请(专利权)人：姚秋丽，
类型：发明
国别省市：辽宁,21