一种光储系统直流母线电压稳定控制方法和控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种光储系统直流母线电压稳定控制方法和控制系统，首先，根据交流侧并网功率和光伏侧功率的差值得到储能系统的第一参考电流，根据直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值自适应控制得到储能系统的第二参考电流；然后，对得到的第一参考电流、第二参考电流以及储能系统的实际电流进行PI控制，得到相应的PWM脉冲，根据该PWM脉冲控制储能系统的DC/DC变换装置。将功率差前馈控制和电压差自适应控制进行结合，能够解决目前存在的PI参数难以调节、容易发散以及初始有超调的问题。并且，该方法保证储能系统充放电更快做出反应，加快系统动态响应，很大程度上抑制了直流母线电压的波动，使直流母线电压稳定于参考电压。

A DC Bus Voltage Stability Control Method and Control System for Optical Storage System

The invention relates to a control method and a control system for DC bus voltage stability of optical storage system. Firstly, the first reference current of the energy storage system can be obtained according to the difference between grid-connected power of AC side and photovoltaic side, and the second reference current of the energy storage system can be obtained by adaptive control of the difference between the reference voltage of DC bus and the actual voltage of DC bus. The current, the second reference current and the actual current of the energy storage system are controlled by PI, and the corresponding PWM pulse is obtained. According to the PWM pulse, the DC/DC converter of the energy storage system is controlled. The combination of power difference feedforward control and voltage difference adaptive control can solve the problems of PI parameters difficult to adjust, easy to diverge and initial overshoot. Moreover, this method ensures that the charging and discharging of the energy storage system react faster, speeds up the dynamic response of the system, suppresses the fluctuation of DC bus voltage to a large extent, and stabilizes the DC bus voltage to the reference voltage.

【技术实现步骤摘要】
一种光储系统直流母线电压稳定控制方法和控制系统
本专利技术涉及一种光储系统直流母线电压稳定控制方法和控制系统，属于光储系统直流母线电压控制

技术介绍
分布式发电技术引起了人们的广泛关注，大量随机性、间歇性分布式电源直接并网会给系统的稳定性、电能质量等带来不利影响，为平抑光伏输出功率的波动以及减小功率波动对电网的不良影响，光储协调控制系统能够很好地解决这一问题，通过对储能系统的充放电控制，吸收“多余能量”或弥补“缺额能量”，以达到功率调节的目的。光储协调控制系统中储能系统侧的DC/DC变换装置一般采用PI控制方法来稳定直流母线电压，但是这种控制方法存在PI参数难以调节、容易发散以及初始有超调的问题，进而影响直流母线电压质量以及交流侧并网电流的质量等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光储系统直流母线电压稳定控制方法，用以解决传统方法无法可靠稳定直流母线电压的问题。本专利技术同时提供一种光储系统直流母线电压稳定控制系统。为实现上述目的，本专利技术的方案包括一种光储系统直流母线电压稳定控制方法，包括以下步骤：(1)根据交流侧并网功率和光伏侧功率的差值得到储能系统的第一参考电流，根据直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值自适应控制得到储能系统的第二参考电流；(2)对得到的第一参考电流、第二参考电流以及储能系统的实际电流进行PI控制，得到相应的PWM脉冲，根据该PWM脉冲控制储能系统对应的DC/DC变换装置。所述第一参考电流的计算公式为：Ibatref1＝(Pgrid-Ppv)/Udcref其中，Ibatref1为第一参考电流，Pgrid为交流侧并网功率，Ppv为光伏侧功率，Udcref为直流母线参考电压。当直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值的绝对值小于或者等于一个设定的电压差阈值时，第二参考电流设定为0；当直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值的绝对值大于所述电压差阈值时，第二参考电流与所述直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值成正比。所述第二参考电流的计算公式为：其中，Ibatref2为第二参考电流，ΔUdc＝Udcref-Udc，Udcref为直流母线参考电压，Udc为直流母线实际电压，N为所述电压差阈值，k为调节系数。所述步骤(2)中，计算第一参考电流和第二参考电流的和值，得到储能系统的总参考电流，然后将总参考电流与储能系统的实际电流的差值进行PI控制，再经过限幅处理后得到所述PWM脉冲。一种光储系统直流母线电压稳定控制系统，包括实现如下控制步骤的控制模块：(1)根据交流侧并网功率和光伏侧功率的差值得到储能系统的第一参考电流，根据直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值自适应控制得到储能系统的第二参考电流；(2)对得到的第一参考电流、第二参考电流以及储能系统的实际电流进行PI控制，得到相应的PWM脉冲，根据该PWM脉冲控制储能系统对应的DC/DC变换装置。所述第一参考电流的计算公式为：Ibatref1＝(Pgrid-Ppv)/Udcref其中，Ibatref1为第一参考电流，Pgrid为交流侧并网功率，Ppv为光伏侧功率，Udcref为直流母线参考电压。当直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值的绝对值小于或者等于一个设定的电压差阈值时，第二参考电流设定为0；当直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值的绝对值大于所述电压差阈值时，第二参考电流与所述直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值成正比。所述第二参考电流的计算公式为：其中，Ibatref2为第二参考电流，ΔUdc＝Udcref-Udc，Udcref为直流母线参考电压，Udc为直流母线实际电压，N为所述电压差阈值，k为调节系数。所述步骤(2)中，计算第一参考电流和第二参考电流的和值，得到储能系统的总参考电流，然后将总参考电流与储能系统的实际电流的差值进行PI控制，再经过限幅处理后得到所述PWM脉冲。本专利技术提供的光储系统直流母线电压稳定控制方法中，首先，根据交流侧并网功率和光伏侧功率的差值得到储能系统的第一参考电流，根据直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值自适应控制得到储能系统的第二参考电流；在得到两个参考电流之后，再结合储能系统的实际电流进行PI控制，最终得到PWM脉冲，根据该PWM脉冲控制储能系统的DC/DC变换装置。所以，该控制方法中所涉及到的输入参量均是影响直流母线电压的相关参量，这些参量的变化能够影响直流母线电压的稳定，因此，根据这些参量控制直流母线电压能够提升直流母线电压的控制精度。而且，该直流母线电压稳定控制方法将功率差前馈控制和电压差自适应控制进行结合，能够解决目前存在的PI参数难以调节、容易发散以及初始有超调的问题。并且，通过交流侧并网功率和光伏侧功率的差值、以及直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值对储能系统的DC/DC变换装置进行控制，本质上是对储能系统的充放电电流进行控制，能够保证储能系统充放电更快做出反应，加快系统动态响应，很大程度上抑制直流母线电压的波动，使直流母线电压稳定于参考电压。附图说明图1是光储系统的能量流动示意图；图2是直流母线电压稳定控制整体控制框图；图3是直流母线电压变化波形图；图4是储能系统功率/光伏功率/并网功率的变化波形图。具体实施方式光储系统直流母线电压稳定控制系统实施例如图1所示，为常见的一种光储系统，光伏系统通过Boost升压电路连接直流母线，储能系统通过双向DC/DC变换装置连接直流母线，直流母线通过双向DC/AC变换装置连接交流母线，交流母线连接交流电网，并且，交流母线上还可以连接有交流负载。为了实现光储系统直流母线电压的稳定控制，本实施例提供一种控制系统，根据其功能称为光储系统直流母线电压稳定控制系统。该控制系统可以是光储系统本身的控制系统，也可以是专门设置的控制系统。该控制系统主要包括两大部分，一个是数据获取模块，用于获取控制系统所需的各数据信息，另一个是控制模块，该控制模块内部加载有直流母线电压稳定控制策略，根据获取的数据信息结合直流母线电压稳定控制策略进行直流母线电压稳定控制。数据获取模块获取的数据信息有：交流侧并网功率Pgrid、光伏侧功率Ppv、直流母线实际电压Udc和储能系统的实际电流Ibat。上述各数据信息均根据相应的检测设备获取，比如：直流母线实际电压Udc根据直流电压检测设备获取，因此，数据获取模块由用于检测上述各数据信息的检测设备构成，由于各检测设备属于常规技术，本实施例就不再对各检测设备进行详细描述。另外，由于上述各检测设备可以是系统本身就存在的相关设备，因此，光储系统直流母线电压稳定控制系统中可以不包含数据获取模块，那么，控制系统的重点就在于控制模块，具体为控制模块内部加载的控制策略，即储系统直流母线电压稳定控制方法。而对于控制模块的硬件结构则不做限定性要求。控制模块加载的控制策略整体包括以下步骤：(1)根据交流侧并网功率Pgrid和光伏侧功率Ppv的差值得到储能系统的第一参考电流Ibatref1，根据直流母线参考电压Udcref与直流母线实际电压Udc的差值自适应控制得到储能系统的第二参考电流Ibatref2；(2)对得到的第一参考电流Ibatref1、第二参考电流Ibatref2以及储能系统的实际电流Ibat进行PI控制，得到相应的P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光储系统直流母线电压稳定控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据交流侧并网功率和光伏侧功率的差值得到储能系统的第一参考电流，根据直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值自适应控制得到储能系统的第二参考电流；(2)对得到的第一参考电流、第二参考电流以及储能系统的实际电流进行PI控制，得到相应的PWM脉冲，根据该PWM脉冲控制储能系统对应的DC/DC变换装置。

【技术特征摘要】
1.一种光储系统直流母线电压稳定控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据交流侧并网功率和光伏侧功率的差值得到储能系统的第一参考电流，根据直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值自适应控制得到储能系统的第二参考电流；(2)对得到的第一参考电流、第二参考电流以及储能系统的实际电流进行PI控制，得到相应的PWM脉冲，根据该PWM脉冲控制储能系统对应的DC/DC变换装置。2.根据权利要求1所述的光储系统直流母线电压稳定控制方法，其特征在于，所述第一参考电流的计算公式为：Ibatref1＝(Pgrid-Ppv)/Udcref其中，Ibatref1为第一参考电流，Pgrid为交流侧并网功率，Ppv为光伏侧功率，Udcref为直流母线参考电压。3.根据权利要求1或2所述的光储系统直流母线电压稳定控制方法，其特征在于，当直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值的绝对值小于或者等于一个设定的电压差阈值时，第二参考电流设定为0；当直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值的绝对值大于所述电压差阈值时，第二参考电流的取值与所述直流母线参考电压与直流母线实际电压的差值成正比。4.根据权利要求3所述的光储系统直流母线电压稳定控制方法，其特征在于，所述第二参考电流的计算公式为：其中，Ibatref2为第二参考电流，ΔUdc＝Udcref-Udc，Udcref为直流母线参考电压，Udc为直流母线实际电压，N为所述电压差阈值，k为调节系数。5.根据权利要求1或2或4所述的光储系统直流母线电压稳定控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，计算第一参考电流和第二参考电流的和值，得到储能系统的总参考电流，然后将总参考电流与储能系统的实际电流的差值进行PI控制，再经过限幅处理后得到所述PWM脉冲。6.一种光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭升，李瑞生，翟登辉，郭宝甫，田盈，孙旻，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，国网江西省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，许昌许继软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41