基于储能的分布式系统母线过电压抑制控制方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及基于储能的分布式系统母线过电压抑制控制方法和系统，首先采集母线实际电压，并根据母线实际电压值与预期稳定值进行相关处理以控制储能系统对应的变换器，实现抑制母线过电压，但是，若母线实际电压值仍没有降至正常范围，那么，控制改变储能系统的状态，由放电状态转换为充电状态，将母线上的多余电量充入储能系统中，降低母线电压，实现过电压抑制。所以，该方法包括两部分，第一部分是初步抑制过电压，当初步抑制无法使母线电压降至正常范围，那么，改变储能系统的状态，由放电状态转变为充电状态，此时，储能系统就相当于一个耗电负载，消纳母线上的多余电量，从而达到降低母线电压的目的，实现母线过电压抑制。

【技术实现步骤摘要】
基于储能的分布式系统母线过电压抑制控制方法和系统
本专利技术涉及基于储能的分布式系统母线过电压抑制控制方法和系统。
技术介绍
当分布式电源接入配电网后，传统配电网的潮流分布会发生改变甚至导致潮流方向相反。分布式电源无约束大规模接入以及负荷的多变性都有可能引起系统过电压现象，最终导致并网发电设备因过电压而退出运行，无法保证分布式电源的正常接入，降低系统整体发电量渗透率，并且并网发电设备的频繁投退还将造成系统的震荡，降低用电可靠性。如图1所示，为系统过电压波形图，当过电压发生时，若无相应调节手段，系统电压会很快上升到电压限制范围之外，根据国家能源局行业标准《NB-T32004-2013光伏发电并网逆变器技术规范》规定，逆变器及其他变流设备都将退出运行，从而降低系统发电量渗透率。为了解决上述状况，系统中通常接入储能系统。如图2所示，为常规的分布式系统拓扑结构图，包括储能系统和分布式电源，以分布式光伏为例，储能系统和分布式电源接入母线，如果该母线为交流母线，那么，分布式光伏通常会通过变流器接入交流母线，该变换器可以只是DC/AC，也可以是DC/DC和DC/AC配合使用；同样地，储能系统也通常通过变换器接入交流母线，该变换器可以只是DC/AC，也可以是DC/DC和DC/AC配合使用。并且，交流母线上还连接有交流负载。当分布式光伏发电接入系统中后，由于线路阻抗的存在及负荷容量与发电量的不合理分配，很有可能造成接入点发生过电压，从而导致其他接入设备退出运行，降低系统发电量渗透率，由于储能系统的存在，可对多余的电量进行合理的分配与消纳，从而降低系统电压，保证其他设备的顺利接入，但是，传统的抑制系统过电压的方法无法可靠地对过电压进行抑制，而且，常规的储能调节方式多依赖于监控系统的调度，无法及时适应系统的多变性与实时性，例如监控系统调度指令刚刚下发而储能系统还未来得及调节，当前工况已经发生了改变，也就是说，储能系统的常规调节手段通过接收指令的方式来实现，具有一定的延时性与滞后性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于储能的分布式系统母线过电压抑制控制方法，用以解决传统的过电压抑制方法无法可靠抑制过电压的问题。本专利技术同时提供一种基于储能的分布式系统母线过电压抑制控制系统。为实现上述目的，本专利技术的方案包括：一种基于储能的分布式系统母线过电压抑制控制方法，包括以下步骤：(1)采集母线实际电压；(2)根据采集到的母线实际电压值与预期稳定值采用闭环控制策略来控制储能系统对应的变换器，以抑制母线过电压；(3)若母线实际电压值仍没有降至正常范围，那么，控制改变储能系统的状态，由放电状态转换为充电状态。所述闭环控制策略具体为：计算母线实际电压值与预期稳定值的差值；对得到的差值进行PI调节，调节后的输出参量为储能系统的输出电流d轴直流分量给定值，然后将所述输出电流d轴直流分量给定值以及q轴直流分量给定值进行电流闭环控制，生成PWM脉冲信号，用于驱动所述变换器。本专利技术的方案还包括：一种基于储能的分布式系统母线过电压抑制控制系统，包括以下模块：采集模块，用于采集母线实际电压；闭环控制模块，用于根据采集到的母线实际电压值与预期稳定值采用闭环控制策略来控制储能系统对应的变换器，以抑制母线过电压；过电压抑制模块，用于若母线实际电压值仍没有降至正常范围，那么，控制改变储能系统的状态，由放电状态转换为充电状态。所述闭环控制策略具体为：计算母线实际电压值与预期稳定值的差值；对得到的差值进行PI调节，调节后的输出参量为储能系统的输出电流d轴直流分量给定值，然后将所述输出电流d轴直流分量给定值以及q轴直流分量给定值进行电流闭环控制，生成PWM脉冲信号，用于驱动所述变换器。本专利技术提供的过电压抑制方法中，首先采集母线实际电压，并根据采集到的母线实际电压值与预期稳定值进行相关处理以控制储能系统对应的变换器，实现抑制母线过电压，但是，经过上述调节之后，若母线实际电压值仍没有降至正常范围，那么，控制改变储能系统的状态，由放电状态转换为充电状态，将母线上的多余电量充入储能系统中，降低母线电压，实现过电压抑制。所以，该方法包括两部分，第一部分是初步抑制过电压，当初步抑制无法使母线电压降至正常范围，那么，就进行第二部分，即如果通过降低储能系统的电能输出量仍旧不能使母线电压降低至正常范围，那么，就不再降低其电能输出量，而是控制改变储能系统的潮流流向，使储能系统的输出电流反向流动，即改变储能系统的状态，由放电状态转变为充电状态，此时，储能系统就相当于一个耗电负载，消纳母线上的多余电量，从而达到降低母线电压的目的，实现母线过电压抑制。因此，本专利技术针对分布式发电及微电网系统中存在的系统过电压抑制需求，以及传统储能系统抑制过电压方法存在的弊端，提出一种具备智能双边调节功能的储能过电压抑制方法，可根据当前系统电压水平对储能系统的电能发送或者吸收进行快速决策，当单边控制下的系统状态已达饱和或者极限边界时，可根据系统实际需要灵活地将潮流方向进行反方向逆转，在有效消纳多余电量、抑制系统电压的同时满足系统与储能系统的协调运行。而且，该过电压抑制控制方法通过采集到的母线电压以及抑制调节策略实时调节母线电压，无需将采集信息远程输出给监控系统，也就无需监控系统下发控制指令，因此，该控制方法无需监控系统的调度，能够及时适应系统的多变性与实时性，该方法是一种可自适应的智能调节抑制技术，能够根据当前系统电压水平进行智能判断，迅速下发控制决策，实现平滑新能源出力、抑制系统过电压等功能，保证系统分布式发电的有效接入，提高系统总体发电量渗透率。而且，根据最新工况自主进行潮流调节，快速有效的消纳多余电量，从而抑制系统过电压，保证储能系统调节功能的时效性。附图说明图1是系统过电压波形图；图2是分布式系统拓扑结构图；图3是闭环控制策略控制原理图；图4是利用本专利技术提供的过电压抑制方法的系统电压波形图；图5是利用本专利技术提供的过电压抑制方法的系统电压/并网电流的仿真效果图。具体实施方式基于储能的分布式系统母线过电压抑制控制方法实施例本实施例提供的基于储能的分布式系统母线过电压抑制控制方法整体包括以下三个步骤：(1)采集母线实际电压。(2)根据采集到的母线实际电压值与预期稳定值采用闭环控制策略来控制储能系统对应的变换器，以抑制母线过电压。(3)若母线实际电压值仍没有降至正常范围，那么，控制改变储能系统的状态，由放电状态转换为充电状态。以下针对上述各步骤，对该方法做出详细地描述。本实施例中，系统母线为交流母线。首先采集系统接入点电压，即交流母线上某一点的电压，使其作为决策储能系统吞吐电能的基本依据，根据国家能源局行业标准《NB-T32004-2013光伏发电并网逆变器技术规范》以及《NB-T31016-2011电池储能功率控制系统技术条件》规定的分布式电源接入的三相电压不平衡度的要求，可知允许分布式电源与储能系统接入的系统电压都是符合标准要求的，因此只需采集某一相电压即可反应整体电压水平。另外，由于该方法是过电压抑制方法，当然最先需要进行过电压判断，即母线电压值大于一个设定阈值时判定为过电压，由于本专利技术提供的过电压抑制方法是在过电压状态下进行的控制，因此，在实施该方法时，默认系统处于过电压状态，这样的话，该方法本身中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于储能的分布式系统母线过电压抑制控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采集母线实际电压；(2)根据采集到的母线实际电压值与预期稳定值采用闭环控制策略来控制储能系统对应的变换器，以抑制母线过电压；(3)若母线实际电压值仍没有降至正常范围，那么，控制改变储能系统的状态，由放电状态转换为充电状态。

【技术特征摘要】
2017.05.19 CN 20171035883621.一种基于储能的分布式系统母线过电压抑制控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采集母线实际电压；(2)根据采集到的母线实际电压值与预期稳定值采用闭环控制策略来控制储能系统对应的变换器，以抑制母线过电压；(3)若母线实际电压值仍没有降至正常范围，那么，控制改变储能系统的状态，由放电状态转换为充电状态。2.根据权利要求1所述的基于储能的分布式系统母线过电压抑制控制方法，其特征在于，所述闭环控制策略具体为：计算母线实际电压值与预期稳定值的差值；对得到的差值进行PI调节，调节后的输出参量为储能系统的输出电流d轴直流分量给定值，然后将所述输出电流d轴直流分量给定值以及q轴直流分量给定值进行电流闭环控制，生...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐军，李瑞生，郭宝甫，田盈，翟登辉，王卫星，张鹏，邓超然，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，许继集团有限公司，许昌许继软件技术有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南,41