[发明专利]一种交直流两用储能功率调节装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及微网系统中储能技术领域，更具体来说是一种交直流两用储能功率调节装置及其控制方法。

背景技术

微网作为一种新型能源网络化供应与管理技术，将分布式发电单元、可再生能源、储能装置、负荷、监控保护系统等集成于一体，可有效优化可再生能源运行管理，提高大电网对可再生能源的消纳水平。微网按其结构特点可分为交流微网、直流微网和交直流混合微网。其中，交直流混合微网整合交流微网与直流微网的特点，将交流电源与交流负荷并联于交流母线，将直流电源与直流负荷并联于直流母线，交直流母线通过逆变器连接以交换能量。

目前电力系统输配电领域存在交流型分布式发电单元、交流型负荷、交流储能系统、直流型分布式发电单元、直流型负荷、直流型储能单元，使用单一的交流微网或直流微网难以满足电力系统需求，交直流混合微网作为一种兼具两者优点的网络结构，能够很好地适应电力系统的发展需求。

储能系统是微网的重要部分，其独特的双向调节能力使微网的运行具有更大的灵活性和可靠性，对微网的有功/无功平衡、经济调度、故障支撑以及解并列过程的平滑过渡都具有其他电源不可替代的作用。

目前现有技术大多在交直流混合微网的交流母线和直流母线两侧分别配置储能系统，并通过相互独立的功率调节装置进行能量转换，运行方式较为单一。交流微网与直流微网间储能系统中的电能需要通过各自独立的功率调节装置和母线互联逆变器进行能量转换，一方面降低了电能的利用效率，另一方面降低了电能转换的响应速度。

发明内容

本发明是为了解决传统储能功率调节装置不能同时满足交直流电能转换的问题，提出了一种交直流两用储能功率调节装置及其控制方法，以期能直接与交直流母线连接并灵活实现能量转换，实现储能系统的灵活配置与管理，从而可以更加高效的利用电能在交直流母线之间的转换，提高电能存储、转移的效率，更有益于提高交直流混合微网系统的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

本发明一种交直流两用储能功率调节装置，是应用于交直流混合微网中，其特点是所述储能功率调节装置包括：功率调节主电路和中央控制器单元；

所述功率调节主电路包括3n个级联H桥单元、3n个储能单元、交流输出接口电路和直流输出接口电路；n≥1；1≤i≤n；

所述3n个级联H桥单元包括n个a相级联H桥单元(H_a1～H_an)、n个b相级联H桥单元(H_b1～H_bn)和n个c相级联H桥单元(H_c1～H_cn)；

第i个a相级联H桥单元包括第i个a相全桥逆变器及第i个a相滤波电容(C_ai)；

第i个b相级联H桥单元包括第i个b相全桥逆变器及第i个b相滤波电容(C_bi)；

第i个c相级联H桥单元包括第i个c相全桥逆变器及第i个c相滤波电容(C_ci)；

所述3n个储能单元包括n个a相储能单元、n个b相储能单元和n个c相储能单元；

第i个a相储能单元包括：第i个a相储能设备(V_ai)及其串联的第i个a相直流断路器(K_DCai)；

第i个b相储能单元包括：第i个b相储能设备(V_bi)及其串联的第i个b相直流断路器(K_DCbi)；

第i个c相储能单元包括：第i个c相储能设备(V_ci)及其串联的第i个c相直流断路器(K_DCci)；

所述交流输出接口电路包括a相交流输出接口电路、b相交流输出接口电路和c相交流输出接口电路；

所述a相交流输出接口电路包括：a相交流断路器(K_ACa)及其串联的a相工频电感(L_a)；

所述b相交流输出接口电路包括：b相交流断路器(K_ACb)及其串联的b相工频电感(L_b)；

所述c相交流输出接口电路包括：c相交流断路器(K_ACc)及其串联的c相工频电感(L_c)；

所述直流输出接口电路包括第一直流输出接口电路、第二直流输出接口电路、第三直流输出接口电路、第四直流断路器(K_DC4)以及滤波电容(C_DC)；