一种基于分布式光储系统的配电网电压控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于分布式光储系统的配电网电压控制系统，包括光伏电池板、光伏DC/DC变换器、直流侧电容、储能电池组、储能DC/DC变换器、储能DC/DC变换控制器、光储DC/AC变换器，光储DC/AC变换控制器，所述光伏DC/DC变换器的输入端与电池板连接，其输出端经直流侧电容与光储DC/AC变换器的输入端连接，光储DC/AC变换器的输出端经滤波器与配电网连接，所述储能DC/DC变换器的输入端与电池组连接，其输出端与光储DC/AC变换器的输入端连接。本实用新型专利技术能有效地控制配电网电压，解决大规模分布式光储系统接入配电网后引起的电压越限问题。

A voltage control system of distribution network based on distributed optical storage system

The utility model relates to a distribution network voltage control system based on a distributed optical storage system, which comprises a photovoltaic battery board, a photovoltaic DC / DC converter, a DC side capacitor, an energy storage battery group, an energy storage DC / DC converter, an energy storage DC / DC converter controller, an optical storage DC / AC converter and an optical storage DC / AC converter controller. The input end of the photovoltaic DC / DC converter is connected with the battery board, and the output end of the photovoltaic DC / DC converter is The DC side capacitor is connected with the input end of the optical storage DC / AC converter, the output end of the optical storage DC / AC converter is connected with the distribution network through a filter, the input end of the energy storage DC / DC converter is connected with the battery pack, and the output end is connected with the input end of the optical storage DC / AC converter. The utility model can effectively control the voltage of the distribution network and solve the problem that the voltage exceeds the limit after the large-scale distributed optical storage system is connected to the distribution network.

【技术实现步骤摘要】
一种基于分布式光储系统的配电网电压控制系统
本技术涉及配电网领域，具体涉及一种基于分布式光储系统的配电网电压控制系统。
技术介绍
接入配电网的光储系统主要包括光伏电池板、光伏DC/DC变换器、直流侧电容、储能电池组、储能DC/DC变换器和光储DC/AC变换器。目前，基于光储系统的配电网电压控制是通过控制光储DC/AC变换器的无功功率来实现的，此方法应用得比较广泛。在该方法中，将无功功率参考值和无功功率检测值做差，经过无功功率控制器后生成q轴电流参考值。将q轴电流参考值和q轴电流检测值做差，经过q轴电流控制器后生成q轴输出电压。光储DC/AC变换器根据q轴输出电压输出相应的无功功率。当配电网电压发生变化的时候，无功功率参考值和无功功率检测值的误差也会发生变化，q轴输出电压根据这个误差发生变化，光储DC/AC变换器根据q轴输出电压调节无功功率输出，从而稳定配电网电压。在中国专利CN104810858A中公布了一种光储微电网并网发电系统的控制方法。根据DC-AC并网逆变器并网点电压跌落情况和电网的无功需求设定值，通过DC-AC并网逆变器的无功功率控制以稳定并网点电压。在美国专利US20100156186A1中公布了一种光伏燃料电池综合发电系统，利用光储并网逆变器的无功功率控制来稳定并网点电压。上述通过DC-AC并网逆变器无功功率控制来稳定并网点电压的方法在分布式光储系统大范围接入配电网时有局限性，控制系统动态特性变差，控制效果受到影响。一方面，无功功率指令值不能是恒定值，随并网点电压的改变而改变，如何准确及时的得到无功功率指令值是一个难点；另一方面，并网点电压的大小不仅与无功功率有关，同时与有功功率也是有关的，在配电网中有功功率发生变化也会影响节点电压的大小。因此，在相关领域中需要寻求更加完善的控制方法，以解决这个实际问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于分布式光储系统的配电网电压控制系统，可以有效地调节电压大小，防制电压越限，以提高配电网电压的稳定性，及光储并网系统运行的稳定性。为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：一种基于分布式光储系统的配电网电压控制系统，包括光伏电池板、光伏DC/DC变换器、直流侧电容、储能电池组、储能DC/DC变换器、储能DC/DC变换控制器、光储DC/AC变换器，光储DC/AC变换控制器，所述光伏DC/DC变换器的输入端与电池板连接，其输出端经直流侧电容与光储DC/AC变换器的输入端连接，光储DC/AC变换器的输出端经滤波器与配电网连接，所述储能DC/DC变换器的输入端与电池组连接，其输出端与光储DC/AC变换器的输入端连接；所述储能DC/DC变换控制器的输入端与电池组的输出端、电池板的输出端及配电网连接，其输出端与储能DC/DC变换器的控制端连接，用于检测光伏电池板输出电压和电流信号、储能电池组输出电压和电流信号、以及配电网三相电压信号，通过信号处理后形成储能驱动信号以调节储能DC/DC变换器；所述光储DC/AC变换控制器的输入端与配电网及直流侧电容连接，其输出端与光储DC/AC变换器的控制端连接，用于检测直流侧电容电压信号以及配电网三相电压和电流信号，通过计算和处理后形成光储逆变驱动信号以调节光储DC/AC变换器。作为上述技术方案的进一步改进：所述储能DC/DC变换控制器包括配电网电压幅值计算器、光伏电池板输出有功功率计算器、储能电池组输出有功功率计算器、V/P下垂控制器、第一减法器、第二减法器及比例积分器；所述配电网电压幅值计算器的输入端与配电网连接，所述光伏电池板输出有功功率计算器的输入端与电池板的输出端连接，所述储能电池组输出有功功率计算器的输入端与电池组的输出端连接，所述配电网电压幅值计算器的输出端与V/P下垂控制器的输入端连接，所述V/P下垂控制器、光伏电池板输出有功功率计算器的输出端与第一减法器的输入端连接，所述第一减法器及储能电池组输出有功功率计算器的输出端与第二减法器的输入端连接，所述第二减法器的输出端与比例积分器的输入端连接，所述比例积分器的输出端与储能DC/DC变换器的控制端连接。所述V/P下垂控制器包括有功功率上限控制器、有功功率上段下垂控制器、有功钳位控制器、有功功率下段下垂控制器、有功功率下限控制器及第一加法器；所述有功功率上限控制器、有功功率上段下垂控制器、有功钳位控制器、有功功率下段下垂控制器及有功功率下限控制器的输入端均与配电网电压幅值计算器的输出端连接，其输出端均与第一加法器的输入端连接，所述第一加法器的输出端与第一减法器的输入端连接。所述光储DC/AC变换控制器包括直流电压控制器、无功功率控制器、电流控制器，锁相环和DC/AC变换驱动信号生成器；所述直流电压控制器的输入端并联在直流侧电容的两端，所述无功功率控制器的输入端与配电网连接，所述直流电压控制器及无功功率控制器的输出端与电流控制器的输入端连接，所述电流控制器的输出端与DC/AC变换驱动信号生成器的输入端连接，DC/AC变换驱动信号生成器的输出端与光储DC/AC变换器的控制端连接，所述锁相环的输入端与无功功率控制器的输入端连接，所述锁相环的输出端与电流控制器的输入端连接。所述无功功率控制器包括电压幅值计算器，V/Q下垂控制器、无功功率计算器、第三减法器和比例积分器；所述电压幅值计算器261的输入端与配电网18连接，电压幅值计算器261的输出端与V/Q下垂控制器263的输入端连接，V/Q下垂控制器263的输出端及无功功率计算器268的输出端与第三减法器265的输入端连接，第三减法器265的输出端与比例积分器267的输入端连接，比例积分器267的输出端与电流控制器23的输入端连接。所述V/Q下垂控制器包括无功功率上限控制器、无功功率上段下垂控制器、无功钳位控制器、无功功率下段下垂控制器、无功功率下限控制器和第二加法器，所述无功功率上限控制器、无功功率上段下垂控制器、无功钳位控制器、无功功率下段下垂控制器、无功功率下限控制器的输入端均与电压幅值计算器的输出端连接，其输出端均与第二加法器的输入端连接，所述第二加法器的输出端与第三减法器的输入端连接。由上述技术方案可知，本技术通过V/Q下垂特性曲线控制光储DC/AC变换器输出的无功功率，达到稳定配电网电压的目标，并通过V/P下垂特性曲线控制储能DC/DC变换器发出或吸收有功功率，达到进一步稳定配电网电压的目的。这样可以充分利用有功功率和无功功率的变化对配电网电压的影响规律来控制电压，由此可以有效的抑制配电网电压越限，提高电压稳定性。附图说明图1是本技术的配电网分布式光储系统的原理结构示意图；图2是本技术的储能DC/DC变换控制器原理结构示意图；图3是本技术的V/P下垂控制器原理结构示意图；图4是本技术的光储DC/AC变换控制器原理结构示意图；图5是本技术的无功功率控制器原理结构示意图；图6是本技术的V/Q下垂控制器原理结构示意图。...

【技术保护点】
1.一种基于分布式光储系统的配电网电压控制系统，其特征在于：包括光伏电池板、光伏DC/DC变换器、直流侧电容、储能电池组、储能DC/DC变换器、储能DC/DC变换控制器、光储DC/AC变换器，光储DC/AC变换控制器，所述光伏DC/DC变换器的输入端与电池板连接，其输出端经直流侧电容与光储DC/AC变换器的输入端连接，光储DC/AC变换器的输出端经滤波器与配电网连接，所述储能DC/DC变换器的输入端与电池组连接，其输出端与光储DC/AC变换器的输入端连接；/n所述储能DC/DC变换控制器的输入端与电池组的输出端、电池板的输出端及配电网连接，其输出端与储能DC/DC变换器的控制端连接，用于检测光伏电池板输出电压和电流信号、储能电池组输出电压和电流信号、以及配电网三相电压信号，通过信号处理后形成储能驱动信号以调节储能DC/DC变换器；/n所述光储DC/AC变换控制器的输入端与配电网及直流侧电容连接，其输出端与光储DC/AC变换器的控制端连接，用于检测直流侧电容电压信号以及配电网三相电压和电流信号，通过计算和处理后形成光储逆变驱动信号以调节光储DC/AC变换器。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式光储系统的配电网电压控制系统，其特征在于：包括光伏电池板、光伏DC/DC变换器、直流侧电容、储能电池组、储能DC/DC变换器、储能DC/DC变换控制器、光储DC/AC变换器，光储DC/AC变换控制器，所述光伏DC/DC变换器的输入端与电池板连接，其输出端经直流侧电容与光储DC/AC变换器的输入端连接，光储DC/AC变换器的输出端经滤波器与配电网连接，所述储能DC/DC变换器的输入端与电池组连接，其输出端与光储DC/AC变换器的输入端连接；
所述储能DC/DC变换控制器的输入端与电池组的输出端、电池板的输出端及配电网连接，其输出端与储能DC/DC变换器的控制端连接，用于检测光伏电池板输出电压和电流信号、储能电池组输出电压和电流信号、以及配电网三相电压信号，通过信号处理后形成储能驱动信号以调节储能DC/DC变换器；
所述光储DC/AC变换控制器的输入端与配电网及直流侧电容连接，其输出端与光储DC/AC变换器的控制端连接，用于检测直流侧电容电压信号以及配电网三相电压和电流信号，通过计算和处理后形成光储逆变驱动信号以调节光储DC/AC变换器。


2.根据权利要求1所述的基于分布式光储系统的配电网电压控制系统，其特征在于：所述储能DC/DC变换控制器包括配电网电压幅值计算器、光伏电池板输出有功功率计算器、储能电池组输出有功功率计算器、V/P下垂控制器、第一减法器、第二减法器及比例积分器；
所述配电网电压幅值计算器的输入端与配电网连接，所述光伏电池板输出有功功率计算器的输入端与电池板的输出端连接，所述储能电池组输出有功功率计算器的输入端与电池组的输出端连接，所述配电网电压幅值计算器的输出端与V/P下垂控制器的输入端连接，所述V/P下垂控制器、光伏电池板输出有功功率计算器的输出端与第一减法器的输入端连接，所述第一减法器及储能电池组输出有功功率计算器的输出端与第二减法器的输入端连接，所述第二减法器的输出端与比例积分器的输入端连接，所述比例积分器的输出端与储能DC/DC变换器的控制端连接。


3.根据权利要求2所述的基于分布式光储系统的配电网电压控制系统，其特征在于：所述V/P下垂控制器包括有功功率上限控制器、有功功率上段...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶斌，王绪利，代磊，蒋从伟，吴斌，李奇，段传科，张健，尹晓峰，冯飞波，闫兴德，杨晓艳，任为民，曹飞，刘同同，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司经济技术研究院，国网安徽省电力有限公司蚌埠供电公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34