交流微网的光储分散式协同控制方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于交流微网的光储分散式协同控制方法，这种方法针对光伏和储能在短时间尺度上的协作问题，引入了基于频率信息的分散式协同控制，实现了在短时间尺度上光储系统间的高效协同控制

【技术实现步骤摘要】
交流微网的光储分散式协同控制方法


[0001]本专利技术属于电力电子
，具体涉及一种交流微网的光储分散式协同控制方法
。

技术介绍

[0002]光伏技术以其清洁
、
可再生的优点，已成为新型电力系统的关键组成部分
。
光伏发电不依赖燃料，无需消耗任何物质，只需利用太阳光，就可以将光能转换为电能
。
此外，光伏发电系统的维护成本低，寿命长，能在多种环境中稳定工作，从而在交流微网中有着广阔的应用前景，尤其是在电网无法提供稳定供电的偏远地区
。
[0003]光伏发电为主的交流微网工作在孤岛和联网模式
。
在联网模式下，光伏电源一般工作在最大功率模式，由电网消纳光伏功率波动以稳定微网频率和电压
。
在孤岛模式下，微网需独立供电，而不再依赖电网调节频率和电压
。
此时，光伏发电的不稳定性和不可预测性就会成为问题
。
因此，需要储能来平抑光伏功率波动，在光伏发电量富裕时充电，在光伏发电量不足时进行放电，以此平衡供需
。
与电网相比，储能的容量和额定功率一般是固定的，所以需要光伏和储能之间的协同控制以提升储能的利用率和微网的电能质量
。
[0004]传统的光伏和储能协同一般从经济性入手，利用集中控制器在较长的时间尺度上调整各光伏系统和储能的状态和输出功率
。
这样会忽略底层短时间尺度上的控制需求，尤其是在光照或负荷突变的情况下，可能无法及时响应功率变化
。
因此，寻找一种考虑短时间尺度上响应需求的光储协同策略，成了目前亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了提供一种快速响应的分散式光储协同控制方法
。
本专利技术提出一种适用于交流微网的光储协同控制方法
。
该方法采用以频率信息为传输信号的分散式下垂控制方法，光伏系统采用
f
‑
dp/dv
下垂控制，储能系统采用基于
SOC
的下垂控制方法，可以在短时间尺度上被动响应功率变化，同时防止储能过充过防，又避免了光伏模式切换
。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本方法采取如下技术方案：
[0007]一种光储分散式协同控制方法，包括：光伏系统的
f
‑
dp/dv
下垂控制方法和储能系统的基于
SOC
的下垂控制方法，具体步骤如下：
[0008]S1
：储能系统获取出口侧关键数据和当前储能电池
SOC
；
[0009]S2
：储能系统根据所提下垂控制方法生成输出参考频率和参考电压，系统内环实现频率跟踪；
[0010]S3
：光伏系统获取光伏面板电压电流和出口侧频率；
[0011]S4
：光伏系统根据所提下垂控制方法生成
dp/dv
参考值，系统内环实现功率跟踪
。
[0012]进一步地，
S1
步骤中，所述的出口侧关键数据包括三相电压，三相电流，
[0013]频率，以此计算得到有功和无功功率
。
[0014]进一步地，
S2
步骤中，所提下垂控制方法具体过程如下：
[0015][0016]V
iref
＝
V
i*
‑
n
i
·
Q
i
ꢀꢀ
(11)
[0017]其中，
f
iref
是参考频率，限制范围
[f
min
,f
max
]；
f
i
α
,
δ
f
i
分别是下垂控制和
SOC
控制的输出；
f
i*
是额定频率；
P
i
是输出功率；
SOC
i
是电池的
SOC
；
f
isoc
是修正值；
[0018]m
i
,k
i
分别是有功下垂系数和
SOC
上升系数；
V
ref
是参考电压，限制范围
[V
min
,V
max
]；
V
*
是额定电压；
n
i
是无功下垂系数；
Q
i
是无功功率
。
[0019]根据库伦计数法，
SOC
可以根据下式计算：
[0020][0021]其中，
SOC
i
|
t
＝0是
SOC
的初始值，
CS
i
是电池容量，
i
bat
是电池输出电流
。
[0022]进一步地，
S2
步骤中，参数设定如下：
[0023]有功和无功下垂系数
m
i
,n
i
则根据电池输出有功和无功的范围设定：
[0024][0025][0026]其中，
P
max,i
,P
min,i
是电池的最大有功功率和最小有功功率输出；
Q
max,i
,Q
min,i
是电池的最大无功功率和最小无功功率输出
。
[0027]上升系数
k
i
和修正值
f
isoc
可以设置为
[0028][0029]f
isoc
＝
f
min
‑
f
*
.
ꢀꢀꢀꢀ
(16)
[0030]进一步地，
S4
步骤中，光伏系统下垂控制方法具体如下：
[0031][0032]其中，
dp/
是
dp/dv
的参考值；
η
j
是下垂系数；
f
j
是母线频率；
f
H
是频率高值限额
。
[0033]进一步地，
S4
步骤中，下垂控制的参数设定如下：
[0034]下垂系数
η
j
设置如下
[0035][0036]其中，
dp/dv
min
是
dp/dv
的最小值
。
[0037]本专利技术的有益效果是：
[0038](1)
本专利技术可以使光伏和储能系统在短时间尺度上被动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种交流微网光储分散式协同控制方法，其特征在于所述方法包括光伏系统的
f
‑
dp/dv
下垂控制方法和储能系统的基于
SOC
的下垂控制方法，具体步骤如下：
S1
：储能系统获取出口侧关键数据和当前储能电池
SOC
；
S2
：储能系统根据
SOC
下垂控制方法生成储能系统输出参考频率和参考电压，储能系统内环实现频率跟踪；
S3
：光伏系统获取光伏面板电压电流和出口侧频率；
S4
：光伏系统根据
f
‑
dp/dv
下垂控制方法生成光伏系统的
dp/dv
参考值，光伏系统内环实现功率跟踪
。2.
根据权利要求1中所述的交流微网光储分散式协同控制方法，其特征在于：在步骤
S2
中，
SOC
下垂控制方法具体实现如下
:V
iref
＝
V
i*
‑
n
i
·
Q
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
其中，
f
iref
是参考频率，限制范围
[f
min
,f
max
]
；
f
i
α
,
δ
f
i
分别是下垂控制和
SOC
控制的输出；
f
i*
是额定频率；
P
i
是输出功率；
SOC
i
是储能系统电池的荷电状态
(State of Charge)
；
f
isoc
是修正值；
m
i
,k
i
分别是有功下垂系数和
SOC
上升系数；
V
ref
是参考电压，限制范围
[V
min
,V
...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪佳华，王霄鹤，陈雨薇，杨林刚，杨文斌，施朝晖，郦洪柯，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：