【技术实现步骤摘要】
光储一体化系统直流母线电压可恢复的类同步机控制方法
本专利技术属于光伏、储能及微电网控制
,具体涉及一种光储一体化系统直流母线电压可恢复的类同步机控制方法。
技术介绍
越来越多新能源经变流器并入电网。最初,新能源都以最大功率输出控制策略并网,因此不响应网侧功率需求变化,这导致电网惯性降低,稳定性变差。所以新能源系统逐渐开始被要求具备调压调频能力以及惯性支撑能力。于是很多新能源并网逆变器支撑电网的控制策略被提出,其中VSG由于具备能够同时提供下垂和惯性支撑的优点,得到了广泛关注。在新能源机组中,直流侧为理想电压源的假设,通常通过在直流侧配置储能电池去实现。实际上,新能源功率具有明显的随机波动性,电网也是允许在不破坏电网稳定的前提下新能源将其随机波动的功率输送到电网的。但对于直流侧加装储能的新能源机组,若逆变器采用VSG控制策略,逆变器根本不会响应源侧功率波动,它把所有的源侧功率波动都交给储能电池去平衡,这不可避免地会要求储能电池的容量增大或者弃光,而二者都是不能接受的。而且实现直流电容提供惯性支撑的现有技术方案在电网频率偏离额定值时,均不能使直流母线电压在完成动态响应后回到指令值,而是随着网源侧的扰动幅度的不同改变直流母线电压偏离指令值的幅度。如此就让直流侧模拟理想电压源恒定电压的努力失败了,这显然也是不能接受的。由于现有VSG策略存在这种弊端,在新能源储能系统中需要提出一种新的控制方法以实现既能响应源侧功率波动又能响应网侧功率波动,还能管理不同工况下的光伏输出功率并在稳态时恢复直流母线电压的目的 ...
【技术保护点】
1.光储一体化系统直流母线电压可恢复的类同步机控制方法,其特征在于,该方法基于的光储一体化系统为两级结构,其中光伏和储能采用同一个逆变器接入电网,光伏和储能电池分别通过各自的DC/DC变换器并联到逆变器的直流母线上,两个DC/DC变换器与逆变器采用直流母线电压可恢复的类同步机控制方法进行控制;/n其中,逆变器实现惯性控制以及无功下垂控制,电池的DC/DC变换器实现有功下垂控制;光伏的DC/DC变换器实现最大功率输出控制和弃光控制的自动切换;逆变器通过惯性控制输出频率,通过无功下垂控制调节逆变器交流电压幅值;电池的DC/DC变换器通过直流电容电压比例控制实现有功下垂控制的调频功能,得到直流电流指令值,再利用直流电流指令值经过电流环计算的结果得到电池的DC/DC变换器调制信号;在直流电容电压不高于上限值U
【技术特征摘要】
1.光储一体化系统直流母线电压可恢复的类同步机控制方法,其特征在于,该方法基于的光储一体化系统为两级结构,其中光伏和储能采用同一个逆变器接入电网,光伏和储能电池分别通过各自的DC/DC变换器并联到逆变器的直流母线上,两个DC/DC变换器与逆变器采用直流母线电压可恢复的类同步机控制方法进行控制;
其中,逆变器实现惯性控制以及无功下垂控制,电池的DC/DC变换器实现有功下垂控制;光伏的DC/DC变换器实现最大功率输出控制和弃光控制的自动切换;逆变器通过惯性控制输出频率,通过无功下垂控制调节逆变器交流电压幅值;电池的DC/DC变换器通过直流电容电压比例控制实现有功下垂控制的调频功能,得到直流电流指令值,再利用直流电流指令值经过电流环计算的结果得到电池的DC/DC变换器调制信号;在直流电容电压不高于上限值Udcuplimit时,光伏的DC/DC变换器采用最大功率输出控制;在直流电容电压高于直流电容电压上限值Udcuplimit时,光伏的DC/DC变换器根据直流电容电压偏差和PI控制计算得到光伏电压指令修正值并自动进入弃光控制。
2.根据权利要求1所述的光储一体化系统直流母线电压可恢复的类同步机控制方法,其特征在于:
逆变器的惯性控制通过将直流电容电压与其额定值Udc做差,得到直流电容电压变化值,并将直流电容电压变化值带入到PI控制中运算,得到逆变器输入到电网的角频率变化值Δω;将Δω与角频率额定值ωs加和得到逆变器输入到电网的角频率ω,并对ω积分得到逆变器输入到电网的相位θ;
逆变器的无功下垂控制通过测量无功功率指令和逆变器输出的无功功率的偏差,得到无功功率偏差值;将无功功率偏差值乘无功下垂系数kQ得到逆变器内电势变化值ΔE,再将ΔE与内电势指令值Eref加和得到逆变器内电势E。
3.根据权利要求2所述的光储一体化系统直流母线电压可恢复的类同步机控制方法,其特征在于,由惯性控制得到的相位θ与无功下垂控制得到的内电势E构成逆变器的调制电压,经调制后得到逆变器开关管驱动信号。
4.根据权利要求1所述的光储一体化系统直流母线电压可恢复的类同步机控制方法,其特征在于,电池的DC/DC变换器实现下垂控制的具体实现步骤如下:
通过将直流电容电压额定值Udc和直流电容电压的测量值做差,得到直流电容电压变化值;将直流电容电压变化值限幅在上限Udc-Udcdownlimit,下限Udc-Udcuplimit;将限幅后的直流电容电压变化值乘直流变流器的电压比例控制参数ki_bat得到直流电流指令值Iref;
计算直...
【专利技术属性】
技术研发人员:王跃,徐何凡,刘永慧,刘航,彭阳,余鹏,李菀茹,舒思睿,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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