一种直流微电网功率平衡方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种直流微电网功率平衡方法及装置，该方法包括：采用电流控制实现系统能量分配。储能电池充放电阈值在20％

【技术实现步骤摘要】
一种直流微电网功率平衡方法及装置


[0001]本专利技术属于直流微电网领域，具体而言，涉及一种直流微电网功率平衡方法及装置。

技术介绍

[0002]随着国民经济的发展和电力电子技术的进步，越来越多的分布式能源(如风能、太阳能)接入电网，越来越多的直流家用产品(如电动汽车)被普及以及工业变频技术(如抽油机、船舶、起重机)被广泛应用，交流配电网面临着分布式能源接入、负荷多样化、网架结构庞杂以及电能供应稳定性、高效性等带来的巨大的挑战。与交流配电网相比，直流配电网无需考虑无功功率以及对电网的电压和频率的跟踪问题，减少了大量的电能变换环节，提高了系统的可靠性和效率，可充分协调分布式电源、多样性负荷与电网之间的矛盾，发挥分布式能源的优势。
[0003]用于整合可再生能源及各类分布式能源的直流微电网具有良好应用前景。随着电力电子以及控制和通信算法等技术的发展，不同的分布式电源(distributed generator，DG)将在一个大电网内作为基础能量提供，组成多个直流微电网，提高了效率和电网稳定性。为实现国家碳中和的目标，需要提高可再生能源的渗透率，但由此带来的问题是，微电网的DG不仅数量多、地理位置分散，而且系统控制节点和约束条件多，波动性强。且同时对于用户侧而言，不同用户、不同时刻的用电场景都不尽相同，其导致微电网中负荷波动频繁剧烈，从而导致DG输出功率与负荷功率间产生不平衡的问题，故如何在全天候场景下实现网内功率平衡为一个较为重要的话题。
[0004]现有技术存在以下问题：1.大量光伏发电单元的接入，使得系统呈现低惯量问题。2.直流微电网中光伏的间歇性和随机性问题，使得输出功率出现频繁波动。3.不同用户不同时刻用电场景不尽相同，所需功率呈现变化较为频繁的问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种直流微电网功率平衡方法及装置，通过精细化控制来满足全天候不同用电场景下的功率平衡问题，从而实现光伏最大化利用，同时保证系统工作状态的稳定性及切换的流畅性。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种直流微电网功率平衡方法，包括：
[0007]采用电流控制来等效系统能量的分配与流向，储能电池的荷电状态在20％至85％之间时，储能电池工作，当荷电状态高于85％时，所述储能电池不再充电，当荷电状态低于20％时，所述储能电池不再放电；系统工作在储能放电、整流、逆变1及逆变2四个状态；
[0008]当系统处于逆变状态时，由储能电池、光伏共同供给用户侧所需能量，当光伏所提供的能量能够满足用户及电网逆变所需能量并维持系统稳定运行时，储能电池断开；当光伏所提供的能量不能够满足用户及电网逆变所需能量并维持系统稳定运行时，储能电池放电补充所需能量。
[0009]其中，包括：当储能电池处于放电状态时，实时监测光伏功率是否增加至能够维持系统逆变及用户接入，若能够维持则检测储能电池荷电状态，若在允许范围内，则储能电池继续放电，若超过允许范围，则储能电池断开，光储充一体化系统进入整流模式，由电网及光伏提供用户所需功率；若储能电池无法满足电网逆变及用户所需能量，则储能电池零电流启动，光储充一体化系统进入离网模式。
[0010]其中，包括：光储充一体化系统母线电压稳定裕度设置在预设区间，所述预设区间为690V
‑
710V。
[0011]其中，包括：当系统进入整流模式时，电池模块按照零电流模式启动，储能变换器断开，电网整流，充电桩接入，此时判断I
BEG
‑
I
beg
是否大于等于2A，I
BEG
为储能变换器电流，I
beg
为电池模块电流，如果满足条件则判断电池模块电流I
beg
，若I
beg
小于等于1A，则进入逆变1模式，若I
beg
大于1A，则储能模块按照电流I
bec
＝I
BEG
‑
I
beg
‑
2启动充电直至储能电池荷电状态大于85％进入离网模式。
[0012]其中，系统逆变1模式包括：储能模块按照预设电流启动，电网逆变，且逆变电流为0，充电桩接入，此时判断系统母线电压是否大于等于698V，若不满足则系统进入整流模式，若满足则判断系统母线电压是否小于等于708V，若满足则增大储能充电电流直至储能电池荷电状态大于等于85％，系统进入逆变2模式；若系统母线电压大于708V，则系统启动储能电池充电并逐步增大充电电流。
[0013]其中，系统进入逆变2模式包括：储能模块电流按照预设值启动放电，电网维持逆变1中的逆变电流值，接入充电桩；判断储能变换器电流是否小于电池模块电流2A及以下：
[0014]若是，则判断储能电池荷电状态是否满足设定区间，若满足设定区间则系统进入整流模式，若不满足设定区间则系统进入离网模式；
[0015]若否，则判断储能电池荷电状态是否满足预设范围，若满足则系统进入整流模式。
[0016]其中，判断储能电池荷电状态是否满足设定区间包括：判断储能电池荷电状态是否小于等于20％。
[0017]其中，判断储能电池荷电状态是否满足预设范围包括：判断储能电池荷电状态是否小于等于20％。
[0018]第二方面，本申请提供了一种直流微电网功率平衡装置，所述装置用于：
[0019]采用电流控制来等效系统能量的分配与流向，储能电池的荷电状态在20％至85％之间时，储能电池工作，当荷电状态高于85％时，所述储能电池不再充电，当荷电状态低于20％时，所述储能电池不再放电；
[0020]当系统处于逆变状态时，由储能电池、光伏共同供给用户侧所需能量，当光伏所提供的能量能够满足用户及电网逆变所需能量并维持系统稳定运行时，储能电池断开；当光伏所提供的能量不能够满足用户及电网逆变所需能量并维持系统稳定运行时，储能电池放电补充所需能量。
[0021]第三方面，本申请提供了一种光储充一体化系统，包括上述直流微电网功率平衡装置。
[0022]本申请实施例直流微电网功率平衡方法及装置具有如下有益效果：
[0023]本申请通过精细化控制来满足全天候不同用电场景下的功率平衡问题，从而实现光伏最大化利用，同时保证系统工作状态的稳定性及切换的流畅性。
附图说明
[0024]图1为本申请实施例中光储充一体化系统拓扑图；
[0025]图2为本申请实施例中储能放电切换流程示意图；
[0026]图3为本申请实施例中整流模式示意图；
[0027]图4为本申请实施例中逆变1模式示意图；
[0028]图5为本申请实施例中逆变2模式示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本申请进行进一步的介绍。
[0030]下述介绍提供了本专利技术的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流微电网功率平衡方法，其特征在于，包括：采用电流控制来等效系统能量的分配与流向，储能电池的荷电状态在20％至85％之间时，储能电池工作，当荷电状态高于85％时，所述储能电池不再充电，当荷电状态低于20％时，所述储能电池不再放电；系统工作在储能放电、整流、逆变1及逆变2四个状态；当系统处于逆变状态时，由储能电池、光伏共同供给用户侧所需能量，当光伏所提供的能量能够满足用户及电网逆变所需能量并维持系统稳定运行时，储能电池断开；当光伏所提供的能量不能够满足用户及电网逆变所需能量并维持系统稳定运行时，储能电池放电补充所需能量。2.根据权利要求1所述直流微电网功率平衡方法，其特征在于，包括：当储能电池处于放电状态时，实时监测光伏功率是否增加至能够维持系统逆变及用户接入，若能够维持则检测储能电池荷电状态，若在允许范围内，则储能电池继续放电，若超过允许范围，则储能电池断开，光储充一体化系统进入整流模式，由电网及光伏提供用户所需功率；若储能电池无法满足电网逆变及用户所需能量，则储能电池零电流启动，光储充一体化系统进入离网模式。3.根据权利要求1或2所述直流微电网功率平衡方法，其特征在于，包括：光储充一体化系统母线电压稳定裕度设置在预设区间，所述预设区间为690V
‑
710V。4.根据权利要求1或2所述直流微电网功率平衡方法，其特征在于，包括：当系统进入整流模式时，电池模块按照零电流模式启动，储能变换器断开，电网整流，充电桩接入，此时判断I
BEG
‑
I
beg
是否大于等于2A，I
BEG
为储能变换器电流，I
beg
为电池模块电流，如果满足条件则判断电池模块电流I
beg
，若I
beg
小于等于1A，则进入逆变1模式，若I
beg
大于1A，则储能模块按照电流I
bec
＝I
BEG
‑
I...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永军，洪流，赵晋斌，张俊伟，
申请(专利权)人：安徽尚特杰电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：