[发明专利]基于MMC光储混合逆变器的集成结构和功率分配方法

权利要求书

1.一种基于模块化多电平光储混合并网逆变器的功率分配方法，其特征在于，模块化多电平光储混合并网逆变器中每个相位包含上、下两个桥臂，每个桥臂由n个子模块和滤波电感L组成，n个子模块包括m个光伏子模块和n-m个蓄电池子模块，其中，光伏电池或蓄电池直接连接到半桥结构上，上、下桥臂的公共点引出相线通过负载电感L_s与电网相连，

功率分配方法包括如下步骤：

步骤1、对系统进行上层并网控制，稳定直流侧电压；

步骤2、对光伏子模块进行最大功率跟踪控制和环流抑制，使各光伏子模块在一定光照下输出其最大功率；

步骤3、对蓄电池子模块进行SOC均衡控制；

步骤4、根据电网功率需求指令，对蓄电池子模块进行下层功率控制，使其充当系统备用电源；

步骤2中，对光伏子模块进行最大功率跟踪控制和环流抑制的具体方法为：

步骤2.1、确定光伏子模块电压调节量，利用扰动观察法得到每个光伏子模块的最大功率点电压，将其与光伏子模块瞬时电压作差，经PI调节后乘以对应桥臂电流经符号调节后的结果，使得每个光伏子模块都能独立工作在其最大功率点上；

步骤2.2、确定光伏子模块环流调节量，其由j,j＝a,b,c相环流实际值与参考值作差后经PR调节后得到，其中环流参考值由其直流分量和基频分量构成，通过将j,j＝a,b,c相上桥臂所有光伏电池输出电压和与下桥臂光伏电池输出电压和相加，与参考值作差经PI控制后得到j相环流直流分量参考值，以控制相间电压均衡，通过将j相上桥臂所有光伏电池输出电压和与下桥臂光伏电池输出电压和相减，与参考值作差经PI控制后得到j相环流基频分量参考值，以控制桥臂间电压均衡；

步骤4中，对蓄电池子模块进行下层功率控制的具体方法为：

步骤4.1、确定j,j＝a,b,c相所有光伏电池发出的有功功率包括j相上桥臂和下桥臂所有光伏电池发出的有功功率具体公式为：

其中，P^*_{pv_zjk}为j相z，z＝p,n桥臂第k个光伏子模块的输出功率，U_{pv_zjk}为j相z桥臂第k个光伏子模块的最大功率点电压，I_zjk为j相z桥臂第k个光伏子模块的输出电流，P^*_{pv_pj}为j相上桥臂所有光伏电池发出的有功功率，P^*_{pv_nj}为j相下桥臂所有光伏电池发出的有功功率；

步骤4.2、由于光伏电池发出的功率存在不确定性，根据电网调度指令，其他有功功率由蓄电池补充以确保其满足电网需求，并使其在光照条件变化情况下仍能保持输出功率恒定，确定j,j＝a,b,c相所有蓄电池应发出的有功功率，具体公式为：

其中，P^*_{ac_j}为j相输出的总功率，P^*_ac为电网调度指定的总功率。

2.根据权利要求1所述的功率分配方法，其特征在于，步骤1中，对系统进行上层并网控制的具体方法为：

采用电压电流内外环控制实现系统解耦控制后的交流并网，由直流侧电压参考值和实际值经PI控制器调节得到参考并网电流在d轴上的分量i_dref，并实现直流侧电压恒定，由电网无功功率指令Q得到参考并网电流在q轴上的分量i_qref，使系统跟踪电网指令要求。

3.根据权利要求1所述的功率分配方法，其特征在于，步骤3中，对蓄电池子模块进行SOC均衡控制的具体方法为：

确定蓄电池子模块SOC调节量，其由每个子模块的SOC值和对应桥臂SOC平均值作差经PI调节后得到，以确保在蓄电池初始SOC状态不一致时使其趋于均衡。