[发明专利]一种光储联合并网发电协调控制方法

说明书

技术领域

本发明是一种光储联合并网发电协调控制方法，应用于光储联合发电系统建模仿真、并网运行特性分析、与电网相互作用机理研究等。

背景技术

近年来，随着社会经济的快速发展，能源需求日益增长。环境友好型清洁可再生能源代替传统化石燃料，符合国家 “十二五”新能源发展纲要、走可持续的科学发展战略思想。并网光伏发电系统是新能源的高效利用形式之一，将在全球未来的能源结构中占有重要地位。太阳能资源具有随机性强、间歇性明显的特点，使其出力波动幅度大，波动频率也无规律性，并且随着光伏渗透率增大及其不具有故障情况下低电压穿越能力，单独并网不利于电网安全稳定运行。因此，光储联合并网发电协调控制对太阳能资源高效开发利用、模型建立、输出功率波动特性分析及其低电压穿越能力研究具有重要的实际意义。

传统的光储联合并网发电系统一方面光储单元经过公共逆变器通过直流母线汇集能源，不适合系统远期规模化扩展规划，另一方面通过调节多级式并网逆变器直流侧电压和功率协调控制，不利于大规模光储开发利用，限制了太阳能资源的高效利用。

发明内容

本发明的目的是，提供一种电网对新能源吸纳能力强、适应性好、具有较高实用价值的光储联合并网发电协调控制方法。本发明由以下技术方案来实现的：

一种光储联合并网发电协调控制方法，其特征是，它包括以下步骤：

（1）光伏系统综合控制策略

光伏发电系统作为电网的PQ节点，采用定有功功率和无功功率控制策略有助于电网调度及安全稳定运行，光伏发电系统包括光伏控制系统和并网逆变器控制系统，

光伏控制系统中光伏阵列出口电压                                                和电流，通过最大功率点跟踪控制器为并网逆变器提供有功功率参考值，无功功率设定值根据运行条件确定，正常运行时，采用功率控制环和电流控制环控制，获得并网逆变器的d轴触发信号与q轴触发信号，从而实现光伏发电系统同步旋转坐标下有功、无功功率解耦控制与同步并网，

并网逆变器功率环与电流环控制策略为：有功功率参考值和无功功率设定值与网侧实际测量的有功功率和无功功率进行比较，经过功率控制器获得内环电流控制d轴参考值和q轴参考值，再利用网侧电流实际测量值的同步旋转坐标d轴分量、q轴分量和内环电流控制器得到同步旋转坐标系下并网逆变器的d轴触发信号和q轴触发信号；

（2）储能系统综合控制策略

储能系统整体控制包括两个紧密联系的子系统：一个电池控制系统，一个并网逆变器控制系统，

电池控制系统中电池组出口电压和电流，通过电池控制器得并网逆变器系统功率参考值限值，并网逆变器控制系统通过电压频率控制器得到功率控制器的有功功率参考值、无功功率参考值，同时考虑并网逆变器系统功率参考值限值，再经过功率控制器和电流控制器得到并网逆变器同步旋转坐标系下d轴触发脉冲和q轴触发脉冲，

将同步旋转坐标系d轴与逆变器网侧电压矢量方向重合，实现有功、无功功率解耦控制，母线频率设定值、母线电压设定值与母线频率测量值、母线电压测量值经电压频率控制器得到并网点储能系统功率控制器的有功功率参考值和无功功率参考值，然后同实际测量的有功功率与无功功率进行比较，通过功率控制器为内环电流控制器提供d轴电流参考值和q轴电流参考值，再与逆变器网侧同步旋转坐标系下d轴电流测量值和q轴电流测量值经电流控制器得到同步旋转坐标系下d轴触发脉冲和q轴触发脉冲，从而实现了储能系统的同步并网；

（3）光储联合系统有功功率协调控制方式

电源与负荷之间有功功率表达式为

                                                        （1）

其中：为系统有功功率不平衡量，为光伏发电系统输出的有功功率，为电网负荷有功功率需求，为光储联合发电系统的自用电负荷，由于占总发电量比例较小，为简化计算，忽略不计，

首先定义，含义为A从A < B方向趋近于B，含义为A从A > B方向趋近于B，

当太阳辐射强度上升，即光伏发电系统输出的有功功率增加时，系统有功功率不平衡量，系统功率平衡表达式为

                                                  （2）

其中：为储能系统吸收的有功功率，f为储能系统监测的并网点母线频率，为系统额定频率，50Hz，储能系统吸收功率达到极限时