[发明专利]一种大容量光储一体机及其控制方法

说明书

本发明公开了一种大容量光储一体机，包括储能电池组，储能电池组两端连接三电平DC/DC变换器的输入端，三电平DC/DC变换器的输出端连接三电平DC/AC变流器直流母线，三电平DC/AC变流器的直流母线还接入有光伏阵列。本发明引入了并网点电压频率与幅值的暂态/静态频率调节，并能直接与电力系统接口，有助于提升电力系统电压幅值与频率稳定性，解决了目前电网对光伏发电电能的消纳存在瓶颈以及电力系统运行不稳定的问题。本发明还公开了本发明一种大容量光储一体机的控制方法。

技术领域

本发明属于电气工程设备技术领域，涉及一种大容量光储一体机，本发明还涉及上述大容量光储一体机的控制方法。

背景技术

近年来，我国光伏发电产业得到持续快速发展。据国家统计局数据显示，2017年的国内新增光伏装机刷新了2016年34.53GW的历史最高纪录，国内市场新增53GW，同比增长53.6％。其中，分布式光伏为19.44GW，同比增长3.7倍。然而光伏发电系统大规模接入电网，带来以下问题：

1)电网对光伏发电电能的消纳存在瓶颈；

2)电力系统等效惯性降低，抑制电力系统频率/电压扰动的能力减弱；

3)光伏发电系统静态出力的波动性和不确定性，易引起系统供电充裕性不足的问题。

上述问题导致的直接后果就是大范围弃光。因此，如果能引入光储一体机，通过储能来储存富余电能，用电高峰期释放电能，并辅以调频/调压功能，则能有效提升电网对太阳能发电的消纳能力，并提高电力系统的运行稳定性。

目前，国内外针对光储一体机的研究还处于起步阶段，现有的研究表明光储一体机的控制本质是通过增加控制复杂度换取硬件结构上的简化。实际上，光储一体机将光伏并网逆变器，光伏发电dc-dc储能变换器和蓄电池dc-dc/dc-ac两级式并网逆变器三者功能集于一身。将多台变换器的功能集成到单个设备上必然会增加系统的控制难度，多模态运行切换和控制策略是光储一体机的第一个关键问题；系统采用了集成储能设备的光伏放电系统，整体结构较常规光伏并网逆变器更加复杂，如何实现最大功率点跟踪(MPPT)并进一步提升系统效率第二个关键问题；最后，除了常规的并网发电和蓄电池储能之外，当电网发生电压和频率问题时，如何应用光储一体机的储能电池组和电力电子装置为电网提供力所能及的电压和频率支持，是光储一体机的第三个关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种大容量光储一体机，与常规光储一体机相比，引入了并网点电压频率与幅值的暂态/静态频率调节，并能直接与电力系统接口，有助于提升电力系统电压幅值与频率稳定性，解决了目前电网对光伏发电电能的消纳存在瓶颈以及电力系统运行不稳定的问题。

本发明的另一目的是提供一种大容量光储一体机的控制方法。

本发明所采用的技术方案是，一种大容量光储一体机，包括储能电池组，储能电池组两端连接三电平DC/DC变换器的输入端，三电平DC/DC变换器的输出端连接三电平DC/AC变流器直流母线，三电平DC/AC变流器的直流母线还接入有光伏阵列。

本发明第一种技术方案的特征还在于，