[发明专利]基于大容量储能系统的孤岛并联运行的控制方法

权利要求书

1.一种基于大容量储能系统的孤岛并联运行的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、建立两级式拓扑结构的光伏发电系统，前级采用boost变换器进行最大功率跟踪控制，后级采用电压源型逆变器进行功率控制；

步骤二、建立由永磁同步电机、风力涡轮机以及双PWM变换器组成的风力发电系统，其中机侧变换器用于最大功率跟踪，网侧变换器用于直流电压控制；

步骤三、建立由蓄电池阵列和电压源型逆变器组成的大容量蓄电池储能系统；

步骤四、在孤岛运行模式时，将步骤三建立的系统采用下垂控制方法维持PCC电压和频率稳定；

步骤五、根据蓄电池荷电状态初始值的不同将储能系统运行状态分为两种情况：相同的荷电状态和不同荷电状态；

荷电状态相同时，对功率进行平均分配；

荷电状态不同时根据SOC的状态调整电压源型逆变器的输出功率情况，将储能系统的充放电方式分为三种；

1)当蓄电池储能系统的荷电状态均未达到上限或者下限阈值时，此时多个储能系统按照SOC实际状态进行功率均分控制；

2)当多个蓄电池储能系统中的任意一个蓄电池SOC达到上限阈值时，启动变下垂控制调整下垂曲线使其充电功率逐渐变小，而蓄电池SOC未达到上限阈值的系统充电功率逐渐增加；

3)当多个蓄电池储能系统中的任意一个蓄电池SOC进入下限阈值时，启动变下垂控制策略使其放电功率逐渐变小，而蓄电池SOC未进入下限阈值的储能系统放电功率逐渐增加。

2.根据权利要求1所述的基于大容量储能系统的孤岛并联运行的控制方法，其特征在于，步骤五中变下垂控制策略具体为：

引入蓄电池之间的比值系数k，将系数k分别与功率参考值和下垂系数进行相乘进而改变电压源型逆变器的下垂系数和功率参考点，使其按照SOC实际状态进行功率均分，变下垂控制等式为：

(P^*·k-P)·k_p·k＝ω^*-ω

(Q^*·k-Q)·k_q·k＝u_ref-u_m

式中，P^*和P分别为有功功率指令和实际值，Q^*和Q分别为无功功率指令和实际值，k_p和k_q分别为有功下垂系数和无功下垂系数，ω^*和ω分别为基波角频率指令值和实际值，u_ref和u_m分别为电压额定值和实际值，k为第一蓄电池和第二蓄电池的荷电状态比值；

将蓄电池SOC经过滞环控制器；

蓄电池SOC达到下限和上限阈值时有功功率下垂的表达式分别为：

(P^*·k-P)·k_p·k+k_xm＝ω^*-ω

(P^*·k-P)·k_p·k+k_sm＝ω^*-ω

式中：k_xm为下限变下垂因子；k_sm为上限变下垂因子；

当SOC达到下限阈值时，其滞环控制器输出为1激活积分支路，此时下限变下垂因子k_xm逐渐增加，使得达到下限的蓄电池电压源型逆变器输出功率逐渐减小；

当SOC达到上限阈值时，其滞环控制器输出为1激活积分支路，使得k_sm逐渐增加，进而使得达到上限的电压源型逆变器吸收功率减小；

通过变下垂因子调整变下垂控制输出曲线特性进而调整电压源型逆变器的功率状态以保证蓄电池SOC处于安全运行范围。