分布式光儲能參與母線調節自適應控制裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種分布式光儲能參與母線調節自適應控制裝置及方法，屬于變流控 制技術。
【背景技術】
[0002] 隨著分布式電源在電力系統的滲透率不斷提升，由于新能源大多具有間歇性及不 可控性，且常規的分布式并網發電控制較多采用電力電子并網逆變器模式，該模式并未體 現常規電力系統固有的慣性及調頻調壓控制特性，該使得母線穩定性問題越發嚴峻。且分 布式光伏發電受氣象環境影響，出力不具備規律性，在接入公共母線后，會引起局部母線的 波動與不穩定，尤其是母線結構薄弱地區，分布式光伏系統接入后對局部地區的電能質量 會產生較大的影響。分布式電源與儲能系統在獨立供電模式下，負荷與分布式電源依靠協 調控制器聯合運行，無法快速調節電源與負荷的匹配關系，使儲能系統處于過載運行狀態， 影響儲能系統的壽命與系統安全可靠運行。
[0003] 目前儲能參與新能源協調控制策略的研究主要集中在大規模風電場、光伏電站接 入主網的應用領域，或少量風電、光伏、柴發接入微網的應用領域，對于分布式光伏系統大 規模接入配母線的情況則研究較少，且多采用調度控制的方式被動運行。
[0004] 由于發電單元地域分散，電能等級不統一等問題，導致對分散的分布式發電系統 難W通過調度的方式實現自動電能控制，且在獨立供電模式下需要協調控制器快速控制負 荷與分布式電源，W實現微母線下的電能與能量平衡。
【發明內容】
[0005] 本發明目的在于克服上述問題，實現光伏發電與儲能系統優化協調控制W及能夠 自適應參與母線的調節，提高母線運行的穩定性；主要解決難點：提出分布式光儲能系統 控制模式，提出光儲能系統自適應參與母線調節控制方法，維持母線穩定運行。
[0006] 為達上述目的，本發明具體提供一種分布式光儲能參與母線調節自適應控制裝置 及方法，具體包含；光伏電池模塊、儲能模塊、直流變換器、逆變器；所述光伏電池模塊與所 述直流變換器相連；所述直流變換器和所述儲能模塊并聯后與所述逆變器連接；所述逆變 器與母線相連；所述直流變換器用W根據當前儲能模塊容量與母線電能狀態，調節所述光 伏電池模塊電能輸出大小；所述逆變器用W根據當前儲能模塊容量與母線電能狀態，控制 所述直流變換器輸出的電能輸出至所述儲能模塊和/或母線；所述儲能模塊，用于存儲或 釋放電能。
[0007] 在上述實施例中，優選的還包含；所述直流變換器還包含監測單元，所述直流變換 器根據所述監測單元監測到的當前所述儲能模塊容量及母線電能狀態調節所述光伏電池 模塊電能輸出大小。
[000引在上述實施例中，優選的還包含；當監測單元檢測到所述儲能模塊容量已滿和所 述母線電能狀態高于第一閥值時，所述直流變換器斷路；當監測單元檢測到所述母線電能 狀態低于第二閥值時，所述直流變換器控制所述光伏電池模塊增加輸出。
[0009] 在上述實施例中，優選的還包含；所述逆變器還包含監測單元，所述逆變器根據所 述監測單元監測到的當前所述儲能模塊容量及母線狀態控制電能輸出至所述儲能模塊和/ 或母線。
[0010] 在上述實施例中，優選的還包含；當監測單元檢測到所述儲能模塊容量已滿和所 述母線電能狀態高于第一閥值時，所述逆變器斷路；當監測單元檢測到所述儲能模塊容量 未滿和所述母線電能狀態高于第一閥值時，所述逆變器增加對所述儲能模塊輸出；當監測 單元檢測到所述母線電能狀態低于第二閥值時，所述逆變器增加對所述母線輸出和/或減 少對所述儲能模塊輸出。
[0011] 本發明還提供一種分布式光儲能參與母線調節自適應控制裝置的控制方法，所述 控制方法包含；所述直流變換器根據當前儲能模塊容量與母線電能狀態，調節所述光伏電 池模塊電能輸出大小；所述逆變器根據當前儲能模塊容量與母線電能狀態，控制所述直流 變換器輸出的電能輸出至所述儲能模塊和/或母線。
[0012] 在上述實施例中，優選的還包含；所述直流變換器根據所述監測單元監測到的當 前所述儲能模塊容量及母線電能狀態調節所述光伏電池模塊電能輸出大小。
[0013] 在上述實施例中，優選的還包含；當監測單元檢測到所述儲能模塊容量已滿和所 述母線電能狀態高于第一閥值時，所述直流變換器斷路；當監測單元檢測到所述母線電能 狀態低于第二閥值時，所述直流變換器控制所述光伏電池模塊增加輸出。
[0014] 在上述實施例中，優選的還包含；所述逆變器根據所述監測單元監測到的當前所 述儲能模塊容量及母線狀態控制電能輸出至所述儲能模塊和/或母線。
[0015] 在上述實施例中，優選的還包含；當監測單元檢測到所述儲能模塊容量已滿和所 述母線電能狀態高于第一閥值時，所述逆變器斷路；當監測單元檢測到所述儲能模塊容量 未滿和所述母線電能狀態高于第一閥值時，所述逆變器增加對所述儲能模塊輸出；當監測 單元檢測到所述母線電能狀態低于第二閥值時，所述逆變器增加對所述母線輸出和/或減 少對所述儲能模塊輸出。
[0016] 本發明的有益技術效果在于：本發明所提供的分布式光儲能參與母線調節自適應 控制裝置及方法從根本上消除光伏發電給母線穩定運行帶來的隱患，在分布式光儲發電系 統中引入主動參與配母線的控制特性，在母線電壓與頻率變化時自動參與電能調節，母線 電能不需要時則可W將發電電能儲存在儲能系統中，將分布式光伏發電由間隙性電源變為 電能可控性電源，參與配母線調控，同時能夠自動參與母線的電壓調節，在分布式光儲發電 系統獨立供電時可W通過負荷與電源的電能主動調節電壓與頻率，外部設備檢測到電壓與 頻率水平進行分級負荷與電源管理。
【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可W 根據該些附圖獲得其他的附圖。
[0018] 圖1為分布式光儲系統拓撲結構；
[0019] 圖2為DC/DC拓撲圖；
[0020] 圖3為DC/DC控制策略圖；
[002U 圖4為DC/AC儲能變流器拓撲圖；
[002引 圖5為DC/AC控制原理圖。
【具體實施方式】
[0023] 為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0024] 請參考圖1所示，圖1為本發明所提供一種分布式光儲能參與母線調節自適應控 制裝置，包含；光伏電池模塊PV、儲能模塊BS、直流變換器DC/DC、逆變器DC/AC;所述光伏 電池模塊PV與所述直流變換器DC/DC相連；所述直流變換器DC/DC和所述儲能模塊BS并 聯后與所述逆變器DC/AC連接；所述逆變器DC/AC與母線相連；所述直流變換器DC/DC用W 根據當前儲能模塊BS容量與母線電能狀態，調節所述光伏電池模塊PV電能輸出；所述逆變 器DC/AC用W根據當前儲能模塊BS容量與母線電能狀態，控制所述直流變換器輸出的電能 輸出至所述儲能模塊BS和/或母線；所述儲能模塊BS，用于存儲或釋放電能。
[0025] 在上述實施例中，優選的還包含：所述直流變換器DC/DC還包含監測單元，所述直 流變換器DC/DC根據所述監測單元監測到的當前所述儲能模塊BS容量及母線電能狀態調 節所述光伏電池模塊PV電能輸出。
[0026] 在上述實施例中，優選的還包含：所述直流變換器DC/DC還包含：當監測單元檢測 到所述儲能模塊BS容量已滿和所述母線電能狀態高于第一閥值時，所述直流變換器DC/DC 斷路；當監測單元檢測到所述母線電能狀態低于第二閥值時，所述直流變換器DC/DC控制 所述光伏電池模塊PV增加輸出。
[0027] 在上述實施例中，優選的還包含；所述逆變器DC/AC還包含監測單元，所述逆變器 DC/AC根據所述監測單元監測到的當前所述儲能模塊BS容量及母線狀態控制電能輸出至 所述儲能模塊BS和/或母線。
[002引在上述實施例中，優選的還包含；當監測單元檢測到所述儲能模塊BS容量已滿和 所述母線電能狀態高于第一閥值時，所述逆變器DC/AC斷路；當監測單元檢測到所述儲能 模塊BS容量未滿和所述母線電能狀態高于第一閥值時，所述逆變器DC/AC增加對所述儲能 模塊BS輸出；當監測單元檢測到所述母線電能狀態低于第二閥值時，所述逆變器DC/AC增 加對所述母線輸出和/或減少對所述儲能模塊BS輸出。
[0029] 請參考圖2所示，圖2為直流變換器DC/DC拓撲圖，采用boost升壓電路控制；該 直流變換器DC/DC還包含監測單元，所述直流變換器DC/DC根據所述監測單元監測到的當 前所述儲能模塊BS容量及母線電能狀態調節所述光伏電池模塊PV電能輸出。復請參考圖 2所示，該直流變換器D