[发明专利]一种基于直流侧的光伏储能电池调频系统和方法

权利要求书

1.一种基于直流侧的光伏储能电池调频系统，其特征在于，包括控制单元，还包括与光伏电站上各光伏逆变器一一对应的储能单元；储能单元包括储能电池和储能双向DC/DC变换器，储能电池与储能双向DC/DC变换器连接；

储能双向DC/DC变换器连接对应的光伏逆变器，并连接给对应的光伏逆变器充电的各光伏组件；储能双向DC/DC变换器充电状态下，光伏组件通过储能双向DC/DC变换器给储能电池充电；储能双向DC/DC变换器放电状态下，储能电池通过储能双向DC/DC变换器给光伏逆变器供电；

控制单元分别与各储能电池、储能双向DC/DC变换器和光伏逆变器连接；控制单元用于根据频率调节目标和各储能电池状态控制各光伏逆变器和各储能双向DC/DC变换器工作。

2.如权利要求1所述的基于直流侧的光伏储能电池调频系统，其特征在于，各储能单元的最大功率大于或等于对应的光伏逆变器的最大过载功率与额定功率之差。

3.如权利要求1所述的基于直流侧的光伏储能电池调频系统，其特征在于，储能双向DC/DC变换器充电状态下，光伏逆变器的有功出力等于光伏组件的输出功率与储能双向DC/DC变换器充电功率之差；储能双向DC/DC变换器放电状态下，光伏逆变器的有功出力等于光伏组件的输出功率与储能双向DC/DC变换器放电功率之和。

4.一种基于直流侧的光伏储能电池调频方法，其特征在于，包括：

在光伏电站中，给每一个光伏逆变器配置一套储能电池，储能电池通过储能双向DC/DC变换器连接对应的光伏逆变器以及用于给对应的光伏逆变器充电的各光伏组件；

在电网发生频率扰动时，优先通过调节对应的储能双向DC/DC变换器的充放电功率，以调整光伏逆变器有功出力。

5.如权利要求4所述的基于直流侧的光伏储能电池调频方法，其特征在于，获取频率调节目标后，根据频率调节目标和光伏逆变器当前有功出力计算控制目标；如果储能单元有调节余量，则根据控制目标调整储能双向DC/DC变换器工作状态；如果储能单元没有调节余量，则根据控制目标调整光伏逆变器工作状态。

6.如权利要求5所述的基于直流侧的光伏储能电池调频方法，其特征在于，

在电网发生高频扰动时，根据频率调整目标获取各光伏逆变器的降频容量，降频容量为根据频率调节目标计算所得理论功率目标；然后获取降频容量和光伏逆变器可降容量之间的较小者为控制目标，光伏逆变器可降容量为光伏逆变器当前有功出力与其下限运行阈值之间的差值；如果储能电池正常充电，则根据控制目标调节储能双向DC/DC变换器充电功率；如果储能电池处于过充状态，则将储能双向DC/DC变换器退出充电状态，并根据控制目标降低光伏逆变器有功出力；

在电网发生低频扰动时，根据频率调整目标获取各光伏逆变器的升频容量，升频容量为根据频率调节目标计算所得理论功率目标；然后获取升频容量与光伏逆变器可增容量之间的较小者为控制目标，光伏逆变器可增容量为光伏逆变器上限运行阈值与其当前有功出力之间的差值；如果储能电池正常放电，则根据控制目标调节储能双向DC/DC变换器放电功率；如果储能电池处于过放状态，则将储能双向DC/DC变换器退出放电状态，并闭锁低频调控；

下限运行阈值和上限运行阈值均为预设值，且下限运行阈值﹤上限运行阈值。

7.如权利要求6所述的基于直流侧的光伏储能电池调频方法，其特征在于，2％额定值≦下限运行阈值﹤上限运行阈值≦110％额定值。

8.如权利要求6所述的基于直流侧的光伏储能电池调频方法，其特征在于，当储能电池的剩余电量小于预设的最小电荷阈值，则判断储能电池处于过放状态；当储能电池的剩余电量大于预设的最大电荷阈值，则判断储能电池处于过充状态；最小荷电阈值﹤最大荷电阈值。

9.如权利要求8所述的基于直流侧的光伏储能电池调频方法，其特征在于，5％额定值≦最小荷电阈值﹤最大荷电阈值≦95％额定值。