[发明专利]带储能的级联逆变器的自充电方法及其发电系统

说明书

本发明公开了一种带储能的级联逆变器的自充电方法及其发电系统，该系统包括光伏模块、电网模块和电池模块，光伏模块包括光伏阵列，以及与光伏阵列并联的逆变器一，电池模块包括蓄电池、以及与蓄电池并联的逆变器二，逆变器一和逆变器二均包括上层控制单元、光伏控制单元、电池控制单元和驱动单元；方法为：通过上层控制单元计算出总调制信号；通过光伏控制单元计算出光伏电压调节量；叠加与单位矢量，得到光伏单元调制信号；通过电池控制单元计算出电池调制信号；将光伏单元调制信号和电池调制信号输入PS‑SPWM中生成PWM驱动信号驱动开关。本发明的整个自充电控制装置，结构简单，十分契合光伏发电系统的经济运行理念。

技术领域

本发明涉及一种带储能的级联逆变器的自充电方法及其发电系统，适用于光伏发电 技术领域。

背景技术

太阳能光伏发电作为新能源发电技术之一，因为太阳能资源充足不会枯竭，清洁环 保无污染，无地域限制，建造的便捷性等特点快速发展，由传统意义上的补充能源快速转换为替换能源。

光伏发电依赖于光照强度，由于光照的不稳定性，所以光伏发电具有显著的波动性、 间歇性、随机性等特点。为了克服这一缺点，需要添加储能装置来平抑光伏发电系统的功率波动，发挥削峰填谷稳定功率输出的作用，而级联多电平逆变器使用了多个H桥 单元串联输出结构，因此具有相电压冗余和易于模块化的特点，适用于光伏电池并网这 类由多个独立光伏阵列给各H桥单元供电的系统。带储能的级联型光伏发电系统能够 解决现今光伏发电系统需要面对的两个重要问题，所以是当前新能源光伏发电系统的重 点研究对象。

光伏发电系统中弃光丢光现象比较严重，特别是当光伏发电量充足且负荷消纳能力 不足时，光伏发电系统的能量丢失严重，而这个时间段十分贴合峰谷分时电价的低电价时段，严重影响经济效益，不符合电力系统经济运行理念，所以亟需一种功率分配方法 来避免弃光丢光现象，完成光伏发电系统的经济性运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带储能的级联逆变器的自充电方法及其发电系统，优化 在低电价时段或者负荷消纳能力不足且光伏发电充足的状态时光伏发电系统的功率分配，避免弃光丢光现象。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种带储能的级联逆变器的自充电方法，包括 如下步骤：

S1、通过上层控制单元计算出总调制信号u(t)；

S2、通过光伏控制单元计算出光伏电压调节量u_m(t)；

S3、u_m(t)叠加参考电流矢量I_ref^*，得到光伏单元调制信号u_m(t)^*，光伏单元调制信号u_m(t)^*的计算公式如下：

u_m(t)^*＝u_m(t)×I_ref^*。

S4、通过电池控制单元计算出电池调制信号v_batn；

S5、将u_m(t)^*和v_batn输入PS-SPWM中生成PWM驱动信号驱动开关。

进一步地，步骤S1中所述通过上层控制单元计算出总调制信号u(t)的具体计算步骤为：采集电网电流的实际值i和电网电流的参考值I_ref，得到电流误差信号Δi(t)；通 过将Δi(t)输入比例积分调节器PI₁得出电压参考信号e(t)；通过e(t)经过电压前馈控制 得出总调制信号u(t)。