[发明专利]热电联供系统及其孤岛运行控制方法、装置

说明书

本发明公开了一种热电联供系统及其孤岛运行控制方法、装置，该方法包括：获取热电模块的实时供热温度、储能单元的实时荷电状态及直流母线电压参数；根据实时供热温度和/或实时荷电状态对热电模块的输出功率进行修正，得到输出功率目标值；根据输出功率目标值控制单向直流变换单元的开关管开通或者关断；根据直流母线电压参数控制双向直流变换单元的开关管开通或者关断。本发明通过监测热电联供系统的供热温度、荷电状态及直流母线电压实现，实现热电模块输出功率及直流供电的闭环控制，在满足用户需求的同时，提高能量利用率，提高孤岛运行模式下供电的稳定性和持续性，提升用户体验。

技术领域

本发明涉及住宅供电供热技术领域，尤其涉及一种热电联供系统及其孤岛运行控制方法、装置。

背景技术

随着全球温室效应日趋严重，及能源开采日趋紧张，普及清洁能源的应用及提高能源利用率成为各行业广泛关注的问题。

在传统住宅供电供热系统中，供电主要从电网获取，针对无电网供电的情况下，通常采用自发电及储电的供电模式，供热则通过电热或者燃热等方式实现，供电系统与供热系统相对分离，能源利用率低，采用热电联供系统在改善住宅用供热供电效率方面具有较高的推广价值。

在现有的热电联供系统中，基于燃料电池系统的可再生、热值高、能源利用率高等特性，可同时实现供电及供热，其存在的问题在于，热电联供系统缺乏有效的闭环控制策略，在热电联供系统独立运行时，无法对用户负载侧及储能侧的电压和电流进行调整，难以保证系统运行的稳定性和持续性，用户体验较差。

发明内容

本发明提供一种热电联供系统孤岛运行控制方法，现有的热电联供系统缺乏有效的闭环控制策略的问题，有利于提高热电联供系统运行的稳定性和持续性。

第一方面，本发明实施例提供了一种热电联供系统孤岛运行控制方法，所述热电联供系统包括热电模块、单向直流变换单元、双向直流变换单元、储能单元和逆变单元，所述热电模块通过单向直流变换单元与直流母线连接，所述储能单元通过所述双向直流变换单元与直流母线连接，所述控制方法包括以下步骤：获取所述热电模块的实时供热温度、所述储能单元的实时荷电状态及直流母线电压参数；根据所述实时供热温度和/或所述实时荷电状态对所述热电模块的输出功率进行修正，得到输出功率目标值；根据所述输出功率目标值控制所述单向直流变换单元的开关管开通或者关断；根据所述直流母线电压参数控制所述双向直流变换单元的开关管开通或者关断。

可选地，所述热电联供系统孤岛运行控制方法还包括以下步骤：获取负载侧的负载实时电压参数及负载目标电压参数；根据所述负载目标电压参数和所述负载实时电压参数对所述逆变单元的输出电压进行修正。

可选地，根据所述负载目标电压参数和所述负载实时电压参数对所述逆变单元的输出电压进行修正，包括以下步骤：对所述负载实时电压参数进行坐标变换，得到d轴电压实际值和q轴电压实际值；基于所述负载目标电压参数确定d轴电压目标值和q轴电压目标值；根据所述d轴电压目标值、所述d轴电压实际值、所述q轴电压目标值及所述q轴电压实际值确定所述逆变单元的输出电压目标值；根据所述输出电压目标值对所述逆变单元输出第一开关管控制信号。

可选地，根据所述直流母线电压参数控制所述双向直流变换单元的开关管开通或者关断，包括以下步骤：获取直流母线电压目标值和直流母线电压实测值；获取所述直流母线电压目标值与所述直流母线电压实测值之间的第一差值；根据所述第一差值确定所述储能单元的第一输出电流目标值；获取所述储能单元的第一输出电流实测值，并计算所述第一输出电流目标值与所述第一输出电流实测值之间的第二差值；根据所述第二差值对所述双向直流变换单元输出第二开关管控制信号。