一种适用于光储发电系统的调频控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于光储发电系统的调频控制方法

【技术实现步骤摘要】
一种适用于光储发电系统的调频控制方法


[0001]本专利技术属于光储并网发电系统频率支撑领域，具体涉及包含接入电网的光储发电系统的一种调频控制策略
。

技术介绍

[0002]大量光伏接入电力系统会导致系统总惯量降低，使电网应对功率波动的支撑能力变弱，导致新能源电网的频率稳定性受到严峻考验
[1
‑
2]，因此，对光伏发电系统的调频需求非常迫切
。
[0003]为了应对新能源的波动性，光储发电系统近年来受到广泛关注
。
光储发电系统中的储能装置主要用于平抑新能源的波动性，用作削峰填谷，对电网的波动性平抑有较好的效果
。
但该结构由于没有附加调频控制，对新型电力系统调频能力的提升并没有太多帮助
。
文献
[3
‑
4]从储能电池荷电状态的角度提出控制方法，实现功率平滑输出，平抑光伏系统出力波动
。
文献
[5]基于超短期预测功率建立目标函数，采用自适应混沌粒子群算法对控制变量实时优化，实现功率的平滑效果
。
文献
[6]在有限容量的储能下，对光伏系统较大的功率波动实现了光伏爬坡功率的有限平抑，并且还考虑了电网调频需求与储能系统容量的相互制约关系
。
文献
[7]则提出了计及光伏系统最大功率跟踪工况的光储微电网功率协调控制方法，以实现光伏系统和储能系统的功率协调控制
。
文献
[8]根据功率波动程度，动态调整光伏的最大功率跟踪工作点来平抑大幅度的功率波动，并通过储能的快速充放电来平抑幅度较小
、
变化较快的功率波动，同时还能提高系统的综合经济性
。
总结现有研究，对光储系统的研究主要是利用储能来平抑电网的功率波动，对光储发电系统中储能用于新型电力系统的调频的研究还需进一步深入
。
因此，提出一种适用于光储发电系统的附加调频控制策略以适用于新型电力系统的调频具有重要的意义
。
[0004]参考文献
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技术实现思路

[0013]针对传统光储发电系统主要用于平抑新能源的波动性，用于电网的削峰填谷，对新能源的调频能力提升没有太多帮助
。
本专利技术主要目的是提出一种适用于光储发电系统的调频控制方法，使得光储发电系统具备电力系统的调节能力，能够在电力系统的频率变化时及时调节
。
[0014]新型电力系统频率问题突出，传统光储发电系统中的储能装置主要用于平抑新能源的波动性，即削峰填谷
。
光储发电系统在新型电力系统中占比很高且当系统频率扰动时无法提供调频能力，亟需研究光储发电系统的调频控制策略
。
本专利技术提出的光储发电系统的调频控制策略能够在新型电力系统频率扰动时，提供一定的频率支撑
。
[0015]本专利技术在传统光储发电系统的基础上，将电网频率的变化引入储能的控制策略中，实现在电网频率变化时利用储能进行调频，并通过优化锁相环，验证了锁相环优化对电网调频具有一定的效果
。
本专利技术在传统光储的结构上进一步开发和利用，使其不仅具有削峰填谷的能力，还具有调频的功能，本专利技术结构简单，具有普适性
。
[0016]本专利技术实现功能：
[0017]一种适用于光储发电系统的调频控制方法，包括步骤如下：
[0018]步骤1：对光储发电系统进行建模，得到光储发电系统的模型，所述的光储发电系统包括光伏阵列
、Boost
变换器
、
储能装置
、Buck
‑
Boost
变换器
、
并网逆变器
、
锁相环及其控制系统
。
[0019]步骤2：对锁相环中
PI
环节的
K
p
和
K
i
参数按照如下条件进行优化，得到不同优化参数下的锁相环输出频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适用于光储发电系统的调频控制方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤1：对光储发电系统进行建模，得到光储发电系统的模型，所述的光储发电系统包括光伏阵列
、Boost
变换器
、
储能装置
、Buck
‑
Boost
变换器
、
并网逆变器
、
锁相环及其控制系统；步骤2：对锁相环中
PI
环节的
K
p
和
K
i
参数按照如下条件进行优化，得到不同优化参数下的锁相环输出频率
ω
pll
；步骤3：将能够体现电网频率变化的变量
ω
pll
引入到系统的储能控制策略中，实现光储发电系统的调频控制
。2.
根据权利要求1所述的一种适用于光储发电系统的调频控制方法，其特征在于，步骤1具体方法如下：对光储发电系统进行建模，得到光储发电系统的模型，所述的光储发电系统包括光伏阵列
、Boost
变换器
、
储能装置
、Buck
‑
Boost
变换器
、
并网逆变器
、
锁相环及其控制系统；具体为：光伏阵列输出的直流电压
U
pv
和直流电流
I
pv
，经最大功率点跟踪器后产生直流电压参考值
U
refmppt
，
U
refmppt
和
U
pv
的误差信号经过积分后得到光伏输出有功功率指定
P
pvref
，
P
pvref
与
Boost
变换器高压侧的有功功率
P
dc
经
PI
控制器后生成占空比
d
，驱动
Boost
变换器工作，从而实现光伏阵列的
MPPT
控制；并网逆变器工作在单位功率因数状态即光伏阵列经
Boost
升压后得到直流电压
U
dc
，储能装置经
Buck
‑
Boost
变换器后接入直流侧，
U
dc
与电压参考值作差后，通过
PI
控制器生成电流内环参考值
i
dref
再与采样得到的
i
d
、i
q
作差，经
PI
控制器和电流解耦控制后与采样得到的
U
d
和
U
q
分别作差，最后将输出经
Park
逆变换后通过脉冲调制得到并网逆变器的触发脉冲，进而控制并网逆变器；锁相环能够实时监测电网电压来获取电网频率，其通过对采样得到的电网电压进行
Park
变换，将电网电压矢量投影到锁相坐标系中得到对应的
dq
轴分量
U
d
和
U
q
；通过
PI
控制器对
q
轴分量进行处理，得到锁相环的输出频率
ω
pll
，再经过积分得到锁相环的位置角
θ
pll
，即电网电压矢量的位置角
。3.
根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈怀春，何震，曾平良，叶诚炜，包辰，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：