[发明专利]一种光储虚拟同步机多模式运行控制系统

说明书

本发明公开了一种光储虚拟同步机多模式运行控制系统，属于新能源发电技术领域，包括光伏单元、储能单元、单向DC/DC变换器单元、双向DC/DC变换器单元、VSG电压型并网逆变器单元、LCL滤波器单元、有功‑频率控制单元和电网单元；光伏单元的输出端电连接单向DC/DC变换器单元，单向DC/DC变换器单元的输出端电连接VSG电压型并网逆变器单元，储能单元的输出端电连接双向DC/DC变换器单元，VSG电压型并网逆变器单元受到PWM控制而改变运行模式，从而实现光储系统不同运行模式的控制。本发明提供了一种VSG虚拟同步机全天候、全状态下的解决方案，为新能源并网提供了一种新型的解决方案，有利于新能源的消纳。

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，尤其是一种光储虚拟同步机多模式运行控制系统。

背景技术

目前新能源发电进入规模化的应用阶段，惯量是电力系统的重要参数，对频率起到了至关重要的作用，鉴于光伏不能提供惯量功率，使得含光伏高比例电网的惯性被极大削弱，为了解决电力系统惯量不足问题，学者们提出了一种虚拟同步电机，这种电机将虚拟惯量和阻尼引入到并网变流器控制中，使并网变流器的输出外特性具有与传统同步发电机类似的惯量、阻尼和下垂等特性，为电网提供必要的频率支撑。现有研究从光储VSG实现原理、容量配置和极限参数角度开展，没有考虑光储VSG的不同运行模式，也没有考虑储能寿命的改善。

同时光储系统将相对廉价的光伏单元与储能单元进行整合，极大地减少了设置储能单元的昂贵费用，因此目前利用光储系统向电网提供惯量是提高储能经济性的有效途径。

为了根据储能配置容量和功能定位的不同，光储VSG可有不同运行模式，因此需要研发一种光储虚拟同步机多模式运行控制系统。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种光储虚拟同步机多模式运行控制系统，凭借着光储VSG不同运行模式及其运行控制策略，可有效实现光储系统不同运行模式的控制。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种光储虚拟同步机多模式运行控制系统，包括光伏单元、储能单元、单向DC/DC变换器单元、双向DC/DC变换器单元、VSG电压型并网逆变器单元、LCL滤波器单元、有功-频率控制单元和电网单元；

所述光伏单元的输出端电连接单向DC/DC变换器单元，单向DC/DC变换器单元的输出端电连接VSG电压型并网逆变器单元；VSG电压型并网逆变器单元的输出端电连接LCL滤波器单元，LCL滤波器单元的输出端电连接电网单元，电网单元的输出端与地电连接；

所述储能单元的输出端电连接双向DC/DC变换器单元，双向DC/DC变换器单元的输出端和输入端分别与VSG电压型并网逆变器单元的输出端和输入端电连接；

所述VSG电压型并网逆变器单元输入端还电连接PWM，PWM的输入端电连接有功-频率控制单元；所述LCL滤波器单元的输出端还与有功-频率控制单元输入端电连接；

所述光伏单元通过单向DC/DC变换器单元将电能传递给VSG电压型并网逆变器单元，VSG电压型并网逆变器单元通过LCL滤波器单元进入电网单元；VSG电压型并网逆变器单元将电力通过双向DC/DC变换器单元进入储能单元；为了控制母线电压恒定和功率平衡，储能单元通过双向DC/DC变换器单元将电能传递至VSG电压型并网逆变器单元，并通过LCL滤波器单元与电网单元连接；

所述VSG电压型并网逆变器单元受到PWM控制改变工作模式，从而实现所述系统不同运行模式的控制。