[发明专利]光储式电动汽车充电站的直流微网协调控制方法

摘要

一种光储式电动汽车充电站的直流微网协调控制方法，涉及微电网技术领域，所解决的是维持直流母线电压平滑稳定的技术问题。该方法采用蓄电池及飞轮混合储能，并将直流电压由高至低分为5个层次，对直流母线进行分层协调优化控制，实现充电站直流微电网中光伏发电、电动汽车充放电、负荷功率需求以及网侧变换器充放电的协调优化控制。本发明提供的方法，在充电站微电网孤岛、并网不同运行模式下，均能维持系统功率的平衡，实现直流母线电压的稳定控制。

主权项

一种光储式电动汽车充电站的直流微网协调控制方法，涉及光储式电动汽车充电站，所述光储式电动汽车充电站中配置有光伏发电系统，及用于电动汽车充放电控制的EV充放电系统，其特征在于：在光储式电动汽车充电站中配置混合储能系统，并在混合储能系统中配置蓄电池储能单元及飞轮储能单元；通过步骤S1的方法分配混合储能系统的功能角色；通过步骤S2的方法进行分层协调优化控制；步骤S1：分配混合储能系统的功能角色在混合储能系统作为光储式电动汽车充电站的直流母线电压支撑时，用一个时间常数为T的一阶巴特沃兹低通滤波器分离混合储能系统的充放电功率；利用飞轮储能单元平滑高频功率波动及低频功率，利用蓄电池储能单元维持直流母线电压平滑稳定；当混合储能系统处于空闲储备状态时，对飞轮储能单元进行恒定功率充放电，使其达到目标转速后维持不变，对蓄电池储能单元则进行恒定电流充放电，使其达到目标剩余电量值；步骤S2：分层协调优化控制设定直流母线标准电压为600V，并设定切换点滞环电压ΔU为3V，根据系统功率平衡原则，以直流侧母线标准电压为额定参考阀值，将直流电压由高至低分为5个层次，对直流母线采用其当前电压值所属的直流电压层次的控制方式进行协调优化控制；直流电压的5个层次以标幺值表示，第一直流电压层次为1.06‑1.10，第二直流电压层次为1.02 ‑1.06，第三直流电压层次为1.00‑1.02，第四直流电压层次为0.98‑1.02，第五直流电压层次为0.94‑0.98；第一直流电压层次的控制方式：由光伏发电系统的单向DC/DC变换器进行稳压控制，维持直流母线电压为1.06+ΔU；此时对EV充放电系统进行充电控制，对蓄电池储能单元进行最大电流充电并在目标剩余电量值达到80%后停止充电，对飞轮储能单元进行维持转速运转并保持存储功率不变，在系统孤岛时对网侧AC/DC变换器采用U/f控制，在系统并网运行时对网侧AC/DC变换器采用PQ控制或以恒定最大电流向交流侧输送功率；第二直流电压层次的控制方式：由蓄电池储能单元通过双向DC/DC变换器进行电压/电流下垂控制，维持母线电压的稳定；此时由飞轮储能单元平滑蓄电池储能单元的充放电功率，光伏发电系统工作于最大功率点跟踪模式，对EV充放电系统进行充电或放电控制，对网侧AC/DC变换器的控制方式与第一直流电压层次的控制方式相同；第三、第四直流电压层次的控制方式：系统运行模式为并网运行，由网侧AC/DC变换器进行电压/电流下垂功率控制实现直流母线电压的稳定控制；此时，混合储能系统进入并网备用状态进行充放电待用，蓄电池储能单元的目标剩余电量值的目标值设置为70%并采用恒定电流充放电，飞轮储能单元的目标转数设置为80%并采用恒定功率充放电，蓄电池储能单元与飞轮储能单元分别达到目标值后停止充放电，并维持目标状态进行待用，光伏发电系统工作于最大功率点跟踪模式，EV充放电系统也进行自由充放电；第五直流电压层次的控制方式与第二直流电压层次的控制方式的区别在于：第五直流电压层次的控制方式中，当系统中负荷过载超出了系统的能量供应时实现功率减载控制，第五直流电压层次的控制方式将系统中的交直流负荷按重要性从高至低分为重要负荷和次要负荷两个等级，在需要进行功率减载时优先切除次要负荷，同时控制EV充放电系统的充放电调度维护直流母线的电压稳定。