[发明专利]一种基于两级式双向变流器的控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于两级式双向变流器的控制系统及方法，该系统由功率单元和控制单元两部分组成；所述功率单元包括Boost变换器和两个双向变流器，所述的Boost变换器的输入端接光伏组件的输出端，同时Boost变换器的输出端连接到直流母线；蓄电池和超级电容模组作为第一双向变流器的输入端，同时第一双向变流器的输出端连接到直流母线；所述的第二双向变流器的输入端与直流母线连接，其输出端接隔离电压器的低压端，隔离电压器的高压端经交流母线与电网连接；所述控制单元收集所述功率单元反馈的信号，并同时将控制指令输送至所述功率单元。本发明其根据光照强度和电网调度指令，对电网系统进行削峰填谷。

技术领域

本发明涉及储能及能量交换技术领域，特别是涉及一种储能两级式双向变流器及其控制方法，应用于微电网。

背景技术

随着能源安全与环境问题日益严峻，发展新能源发电和微电网技术已成为国际趋势，电池储能系统可作为新能源发电和微电网技术等灵活传递电能的媒介，使新能源发电和微电网技术的电力传输更加平稳灵活，让原来几乎完全“刚性”的系统变得“柔性”起来，因此近年来受到世界各国的普遍重视。

电池储能系统主要用到两级式双向变流器，其主要功能和作用是实现交流电网电能与储能电池电能之间的能量双向传递，可以适配多种直流储能单元，如超级电容器组、蓄电池组、飞轮电池等，也可以与间歇式的分布式发电系统配合使用，快速有效地实现平抑分布式发电系统随机电能或潮流的波动，提高电网对大规模可再生能源发电(风能、光伏)的接纳能力，且可以接受调度指令，吸纳或补充电网的峰谷电能，以提高电网的供电质量和经济效益。

但是上述其缺陷在系统的灵活性及配置性差的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于两级式双向变流器的控制系统及方法，其根据光照强度和电网调度指令，对电网系统进行削峰填谷，具体是通过Boost变换器、第一双向变流器和第二双向变流器的协调控制，根据光照强度和电网调度指令，在电网系统的用电量大时，储能或者光伏加储能共同向电网中注入功率；当处于用电低谷，将电网或者光伏多余的能量存储在蓄电池和超级电容模组中，使直流微网物尽其用。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于两级式双向变流器的控制系统，该系统由功率单元和控制单元两部分组成；

所述功率单元包括Boost变换器和两个双向变流器，所述的Boost变换器的输入端接光伏组件的输出端，同时Boost变换器的输出端连接到直流母线；蓄电池和超级电容模组作为第一双向变流器的输入端，同时第一双向变流器的输出端连接到直流母线；

所述的第二双向变流器的输入端与直流母线连接，其输出端接隔离电压器的低压端，隔离电压器的高压端经交流母线与电网连接；

所述控制单元收集所述功率单元反馈的信号，并同时将控制指令输送至所述功率单元。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一双向变流器工作在Buck模式或Boost模式；第二双向变流器工作在光伏逆变器并网状态或PWM整流状态。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一双向变流器为双向DC/DC变换器；所述第二双向变流器为DC/AC变换器和AC/DC变换器。

在本发明的一个优选实施例中，所述控制单元包括DSP控制系统，检测电路以及驱动电路，所述DSP控制系统控制所有组件，并通过驱动电路将控制指令输入至功率单元，所述检测电路用于将实际的电压电流转换到DSP控制芯片的AD可以采集的范围。

在本发明的一个优选实施例中，所述DSP控制系统还包括AD单元、PWM单元以及控制算法单元，所述AD单元实时检测所观察的变量，与给定值作比较，将偏差量经过控制算法单元，输出占空比，利用PWM单元生成驱动信号送至驱动电路。