[发明专利]基于分层控制的光储发电系统电能质量提升方法

说明书

本发明提供的基于分层控制的光储发电系统电能质量提升方法，包括a.构建光储联合发电系统，所述光储联合发电系统包括在分布式光伏发电系统的直流侧设置混合储能单元；b.通过所述光储联合发电系统的功率调度控制和本地功率控制对电能质量进行主动治理；本发明中的分布式光储联合发电系统能有效平抑光伏输出功率的波动，增强光储联合发电系统的可调度性；基于自适应迭代的谐波电流检测算法能有效检测本地负荷的谐波分量，为分布式光储联合发电系统的电能质量就地补偿提供保障；本发明为高渗透率光伏发电系统的运行与控制提供了一条种新的方法，可以有效的提升电网的电能质量，为电网的安全稳定运行提供有力的保障。

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其涉及一种基于分层控制的光储发电系统电能质量提升方法。

背景技术

我国幅员辽阔，电力资源和电力负荷沿东西走廊呈逆向分布，高压远距离在很长一个时期内无法避免。然而，研究结果表明新能源的大规模远距离传输暴露出诸多弊端，譬如风、光集中电站的稳定运行问题、输电走廊的限制问题等。分布式光伏发电系统是可再生能源的有效组织方式，但随着分布式光伏渗透率的不断提高，给电网供电品质带来了挑战，分布式光伏发电系统往往采用逆变器作为其并网接口，随着其渗透率的不断提高，对电网的影响也越来越大。一方面，光伏出力具有随机性和波动性，容易引起电网电压的波动，其输出功率的波动性，会影响电网电压偏离其合理运行范围。另一方面，分布式光伏系统附近存在大量的非线性负荷，产生的谐波与逆变器相结合，容易引发谐波谐振，影响电网的安全稳定运行。

针对分布式光伏发电系统电能质量的提升，已有一些文献进行了研究。在光伏出力的平稳化控制方面，普遍采用储能(Energy Storage,ES)装置与光伏电池相互配合。利用储能的充放电过程抵消光伏的波动性出力，从而稳定光伏系统并网点处的输出功率特性。这些光、储联合的发电系统大致分为两类：储能接入光伏的交流母线、储能接入光伏系统的直流母线。其中，光伏和储能通过直流母线耦合的方案，以其光储一体化的结构、减少了储能逆变器，得到了更多的重视，尤其是在分布式光伏发电系统中具有更多的应用价值。在这类光储一体化的分布式发电系统中，为了提升光伏出力的平稳效果、提升电网的可调度能力，往往采用混合储能的方式，充分利用电池储能能量密度大、超级电容功率密度大和响应速度快的优势。在光储发电系统与本地电能质量的治理方面，现有示范工程中大多安装各类有源和无源的电能质量治理装置。然而，研究表明光伏发电系统往往难于运行在满功率发电状态，其并网逆变器存在大量的剩余功率容量。因此需要一种新的方法，可以对本地电能质量加以治理，将能在很大程度上避免重复安装各类其他的电能质量治理装置，并有效提升电网的电能质量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的基于分层控制的光储发电系统电能质量提升方法，包括。

本发明提供的基于分层控制的光储发电系统电能质量提升方法，包括

a.构建光储联合发电系统，所述光储联合发电系统包括在分布式光伏发电系统的直流侧设置混合储能单元；

b.通过所述光储联合发电系统的功率调度控制和本地功率控制对电能质量进行主动治理。

进一步，步骤a所述的混合储能单元采用电池和超级电容混合的方式构建。

进一步，步骤b中所述功率调度控制包括根据上级调度指令，确定所述光储联合发电系统中电池和超级电容分配输出功率指令。

进一步，所述功率调度控制还包括根据超级电容和电池响应的工作带宽，分别为其分配不同频段的功率指令信号。

进一步，步骤b中所述本地功率控制包括根据功率调度控制获得的指令功率与混合储能单元的端电压获取输出指令电流，并通过控制所述输出指令电流跟踪指令值来控制混合储能单元的输出功率。

进一步，所述混合储能单元通过DC/DC变换器接入光伏发电系统的直流母线，所述光伏发电系统和混合储能单元在直流母线处耦合，并共用逆变器。