[发明专利]一种光储联合并网系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种光储联合并网系统，包括依次连接的光伏阵列、三相逆变器主电路、滤波电路、电网、双向DC/DC变换器、采集模块、MPPT计算模块、直流电压/交流电流双环控制模块、桥臂电压调制波生成模块、电池电流、电池电压采集模块、电池直流电流计算模块、电池电流闭环控制模块、DC/DC变换器调制波生成模块。基于本系统的控制方法可以使光储联合并网系统像传统发电机组一样参与电网调频过程，电网频率出现异常时，双向DC/DC变换器参与调频，向电网输送或吸收功率，降低了单纯光伏发电系统对电网的不利影响，极大地提高了新能源并网系统的并网适应性。

主权项

一种光储联合并网系统，包括光伏阵列、三相逆变器主电路、滤波电路、电网、储能电池和双向DC/DC变换器，所述光伏阵列、三相逆变器主电路、滤波电路、电网依次相连，所述双向DC/DC变换器连接在储能电池与三相逆变器主电路之间，其特征在于，还包括：直流电流采集模块(2)，用于采集光伏阵列输出的电流；直流电压采集模块(3)，用于采集三相逆变器主电路的输入电压；交流电流采集模块(4)，用于采集三相逆变器主电路输出的电感电流；交流电压采集模块(5)，用于采集三相逆变器主电路输出的逆变器电压；MPPT计算模块(6)，根据直流电流采集模块(2)输出的电流、直流电压采集模块(3)输出的电压，计算逆变器直流电压参考值；直流电压/交流电流双环控制模块(7)，根据交流电流采集模块(4)采集到的电感电流、交流电压采集模块(5)采集到的逆变器电压和逆变器直流电压参考值，计算交流电流参考信号和逆变器三相调制信号；桥臂电压调制波生成模块(8)，根据逆变器三相调制信号和载波信号生成逆变器功率管控制信号；电池电流采集模块(9)，用于采集储能电池输出的电池电流；电池电压采集模块(10)，用于采集储能电池输出的电池电压；电池直流电流计算模块(11)，根据电池电流采集模块(9)输出的电池电流、电池电压采集模块(10)输出的电池电压、交流电压采集模块(5)采集到的逆变器电压和储能电池SOC信号计算储能电池直流给定值；电池电流闭环控制模块(12)，根据储能电池直流给定值计算双向DC/DC变换器调制信号；DC/DC变换器调制波生成模块(13)，根据双向DC/DC变换器调制信号和双向DC/DC变换器载波信号生成双向DC/DC变换器功率管控制信号；所述的光储联合并网系统的控制方法，包括以下步骤：A，当电网频率正常时，采用三相逆变器控制策略，具体步骤如下：A1，将直流电流采集模块(2)输出的电流、直流电压采集模块(3)输出的电压，送入MPPT计算模块(6)，计算逆变器直流电压参考值U_dcref；A2，将交流电流采集模块(4)采集到的电感电流i_ABC、交流电压采集模块(5)采集到的逆变器电压u_oABC和逆变器直流电压参考值U_dcref，送入直流电压/交流电流双环控制模块(7)，直流电压/交流电流双环控制模块(7)计算后输出逆变器三相调制信号v_mABC；A3，将逆变器三相调制信号v_mABC和载波信号v_c，送入桥臂电压调制波生成模块(8)，生成逆变器功率管控制信号d₁；B，电网频率出现异常时，双向DC/DC变换器参与一次调频，当实际电网频率低于电网额定频率f_n，且储能电池荷电状态soc>soc_min时，其中soc_min为储能电池荷电系数最小值，双向DC/DC变换器根据储能电池直流给定值I_dcref进行闭环控制，向电网提供有功功率支撑；当实际电网频率高于电网额定频率f_n时，若此时储能电池荷电状态soc<soc_max，其中soc_max为储能电池荷电系数最大值，三相逆变器保持工作在MPPT最大功率跟踪模式，双向DC/DC变换器将吸收光伏阵列输出的有功功率，以限制光储联合并网系统输送到电网的有功功率；若此时储能电池荷电状态soc＝soc_max，直接对三相逆变器采取限功率措施，使其运行于限功率模式，具体步骤如下：B1，将电池电流采集模块(9)输出的电池电流、电池电压采集模块(10)输出的电池电压、交流电压采集模块(5)采集到的逆变器电压u_oABC和储能电池SOC信号，送入电池直流电流计算模块(11)，计算储能电池直流给定值I_dcref；B2，将储能电池直流给定值I_dcref，送入电池电流闭环控制模块(12)，计算双向DC/DC变换器调制信号v_mdc；B3，将双向DC/DC变换器调制信号v_mdc和双向DC/DC变换器载波信号v_cdc，送入DC/DC变换器调制波生成模块(13)，生成双向DC/DC变换器功率管控制信号d₂。