[发明专利]一种光储联合并网发电协调控制方法

摘要

本发明是一种光储联合并网发电协调控制方法，其特点是，包括光伏系统综合控制策略、储能系统综合控制策略、光储联合系统有功功率协调控制方式和光储联合系统无功功率协调控制方式等内容，能够利用对光储联合发电协调控制分析，充分反应光储联合发电协调控制的有效性，进而提高电网对新能源吸纳能力，具有适应性强，实际应用价值高等优点。可广泛应用于光储联合发电系统建模仿真、并网运行特性分析、电网相互作用机理研究等诸多方面。

主权项

1.一种光储联合并网发电协调控制方法，其特征是，它包括以下步骤：（1）光伏系统综合控制策略光伏发电系统作为电网的PQ节点，采用定有功功率和无功功率控制策略有助于电网调度及安全稳定运行，光伏发电系统包括光伏控制系统和并网逆变器控制系统，光伏控制系统中光伏阵列出口电压和电流，通过最大功率点跟踪控制器为并网逆变器提供有功功率参考值，无功功率设定值根据运行条件确定，正常运行时，采用功率控制环和电流控制环控制，获得并网逆变器的d轴触发信号与q轴触发信号，从而实现光伏发电系统同步旋转坐标下有功、无功功率解耦控制与同步并网，并网逆变器功率环与电流环控制策略为：有功功率参考值和无功功率设定值与网侧实际测量的有功功率和无功功率进行比较，经过功率控制器获得内环电流控制d轴参考值和q轴参考值，再利用网侧电流实际测量值的同步旋转坐标d轴分量、q轴分量和内环电流控制器得到同步旋转坐标系下并网逆变器的d轴触发信号和q轴触发信号；（2）储能系统综合控制策略储能系统整体控制包括两个紧密联系的子系统：一个电池控制系统，一个并网逆变器控制系统，电池控制系统中电池组出口电压和电流，通过电池控制器得并网逆变器系统功率参考值限值，并网逆变器控制系统通过电压频率控制器得到功率控制器的有功功率参考值、无功功率参考值，同时考虑并网逆变器系统功率参考值限值，再经过功率控制器和电流控制器得到并网逆变器同步旋转坐标系下d轴触发脉冲和q轴触发脉冲，将同步旋转坐标系d轴与逆变器网侧电压矢量方向重合，实现有功、无功功率解耦控制，母线频率设定值、母线电压设定值与母线频率测量值、母线电压测量值经电压频率控制器得到并网点储能系统功率控制器的有功功率参考值和无功功率参考值，然后同实际测量的有功功率与无功功率进行比较，通过功率控制器为内环电流控制器提供d轴电流参考值和q轴电流参考值，再与逆变器网侧同步旋转坐标系下d轴电流测量值和q轴电流测量值经电流控制器得到同步旋转坐标系下d轴触发脉冲和q轴触发脉冲，从而实现了储能系统的同步并网；（3）光储联合系统有功功率协调控制方式电源与负荷之间有功功率表达式为（1）其中：为系统有功功率不平衡量，为光伏发电系统输出的有功功率，为电网负荷有功功率需求，为光储联合发电系统的自用电负荷，由于占总发电量比例较小，为简化计算，忽略不计，首先定义，含义为A从A < B方向趋近于B，含义为A从A > B方向趋近于B，当太阳辐射强度上升，即光伏发电系统输出的有功功率增加时，系统有功功率不平衡量，系统功率平衡表达式为（2）其中：为储能系统吸收的有功功率，f为储能系统监测的并网点母线频率，为系统额定频率，50Hz，储能系统吸收功率达到极限时（3）其中，为储能系统吸收有功功率极限值，当太阳辐射强度下降，即光伏发电系统输出的有功功率减小时，系统有功功率不平衡量，系统功率平衡表达式转化为（4）其中：为储能系统发出的有功功率，储能容量不足时（5）其中：为储能系统输出有功极限值，当储能系统退出运行时，系统功率表达式转化为（6）（4）光储联合系统无功功率协调控制方式光伏系统可在功率因数电压超前电流与电压落后电流之间调节，正常运行时为单位功率因数，当光伏系统单位功率因数运行时，储能系统仅平衡电网不同运行方式下并网点无功功率，其表达式为（7）其中：为储能系统吸收的无功功率，为储能系统发出的无功功率，U为光储联合系统并网点母线运行电压，为光储联合系统并网点母线额定电压，当光伏系统滞后功率因数运行时，系统无功功率表达式为（8）其中：为光伏系统无功功率输出，为电网无功负荷需求，当光伏系统超前功率因数运行时，系统无功功率表达式转化为（9）其中：为光伏系统吸收的无功功率，当外部电网发生故障时，储能系统通过检测并网点电压U，同时提供无功来使U在故障期间保持较高水平，并提高故障后U恢复到速度。