[发明专利]一种改善微电网稳定性的储能控制系统及方法

说明书

本发明涉及电网稳定控制技术领域，具体地说，涉及一种改善微电网稳定性的储能控制系统及方法。该系统包括储能电池、储能变换器和储能变换器控制器，储能电池通过储能变换器接入微电网，储能变换器控制器用于向储能变换器发送控制信号，控制信号用于通过储能变换器对储能电池的工作功率进行控制；该方法基于上述系统实现。本发明可有效抑制电网中的谐波，改善电能质量，同时对电网功率不足进行补偿或对剩余功率进行消纳，实现电网的稳定控制。

技术领域

本发明涉及电网稳定控制技术领域，具体地说，涉及一种改善微电网稳定性的储能控制系统及方法。

背景技术

微电网作为一种分布式发电系统，其通常会将光伏发电系统、风力发电系统、储能系统、负载系统和大电网(即输电网)等进行组合，进而形成新能源发电系统。上述不同系统间的互联均需要通过对应的变换器实现，变换器主要用以实现电压大小及交直流间的转换。由于该类变换器通常采用电力电子变换器，而电力电子变换器中又含有多种非线性元件，且对其控制信号进行调制的方法大多采用PWM调制；故而会导致微电网中大量谐波的产生。该类谐波会直接对大电网(即输电网)的运行稳定性造成影响，故而需要对微电网中所产生的谐波加以抑制。

发明内容

本发明提供了一种改善微电网稳定性的储能控制系统，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的一种改善微电网稳定性的储能控制系统，其包括储能电池、储能变换器和储能变换器控制器，储能电池通过储能变换器接入微电网，储能变换器控制器用于向储能变换器发送控制信号，控制信号用于通过储能变换器对储能电池的工作功率进行控制；

储能变换器控制器包括采样单元、有功无功控制单元、谐波补偿单元和输出单元，采样单元用于采集微电网侧的运行信号，有功无功控制单元用于基于运行信号产生功率信号，谐波补偿单元用于基于运行信号产生谐波补偿信号，输出单元用于基于功率信号减去谐波补偿信号的差值产生控制信号。

本发明中，通过有功无功控制单元能够较佳地实现对微电网中的工作电压的控制，通过谐波补偿单元能够较佳地在有功无功控制单元的输出中加入谐波补偿，故而能够较佳地实现对微电网侧的谐波的补偿。通过上述方案，能够较佳地实现对微电网中谐波的抑制，进而实现电能质量的改善，同时还能够较佳地实现对微电网处的电网功率的补偿或消纳，进而能够较佳地实现对微电网的稳定控制。

作为优选，有功无功控制单元具有用于与采样单元连接第一转换单元，第一转换单元用于将相应的运行信号转换至旋转坐标系中；有功无功控制单元还具有用于与输出单元连接第二转换单元，第二转换单元，第二转换单元用于将功率信号转换至自然坐标系中；输出单元具有PWM调制器，PWM调制器用于产生为PWM波的控制信号。故而能够较佳地实现对各变量的处理，以及对储能变换器的控制。

作为优选，谐波补偿单元包括依次连接的高通滤波器和谐振控制器，高通滤波器对相应的运行信号中的低频信号进行滤除，谐振控制器用于基于高通滤波器的输出产生谐波补偿信号。从而能够较佳地提取微电网侧的电网电压中的高次谐波，并能够基于高次谐波实现谐波补偿。

作为优选，高通滤波器的截止频率不低于50Hz。故而能够较佳地实现对运行电压中的50Hz的工频频率的滤除，使得送入谐波补偿单元处的输入能够仅保留高次谐波。

作为优选，谐振控制器的传递函数为，

其中，ω_c为基波频率，ω_c为有效带宽；K_r为控制器增益。

由于实际运行中，需要抑制的谐波频率一般是确定的，由于谐振控制器在特定频率的增益非常大，故而能够较佳地实现对特定谐波的补偿。

作为优选，运行信号包括实测电压信号，储能变换器控制器所产生的控制信号的约束如下，