[发明专利]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

权利要求书

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，其具体步骤如下：

逆变器的惯性控制通过将直流电容电压与其额定值U_dc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ω_s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k_Q得到逆变器内电势变化值ΔE，再将ΔE与内电势指令值E_ref加和得到逆变器内电势E；

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；

同时，电池的DC/DC变换器实现有功下垂控制，其具体步骤如下：

通过将直流电容电压额定值U_dc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U_dc-U_dcdownlimit，下限U_dc-U_dcuplimit；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k_{i_bat}得到直流电流指令值I_ref；

计算直流电流指令值I_ref和直流电流的偏差，偏差经过PI控制计算后，再将PI控制计算的输出作为DC/DC变流器调制信号，调制信号再经过PWM调制器得到直流变流器开关网络的开关控制信号，进而用于驱动开关网络；

同时，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_dcuplimit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U_dcuplimit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，k_{i_bat}满足下式

式中，k_p表示有功-频率下垂系数；U_bat表示电源电压。

3.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，光伏的DC/DC变换器实现最大功率输出控制和自动进入弃光控制的具体实现步骤如下：

通过最大功率输出控制得到光伏电压指令值V_pvmppt，通过自动弃光控制得到光伏电压指令修正值ΔV_pvmppt；将光伏电压指令值V_pvmppt与光伏电压指令修正值ΔV_pvmppt相减得到修正后的光伏电压指令值；计算修正后的光伏电压指令值和光伏电压测量值V_pv的偏差，偏差经过PI控制计算后，再将PI控制计算的输出作为光伏电路开关管的调制信号，调制信号经过PWM调制器得到光伏电路开关管的开关控制信号，进而用于驱动开关管。