[发明专利]一种适用于大规模光伏发电的储能系统拓扑结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种大规模储能系统领域的系统，具体涉及一种适用于大规模光伏发电的储能系统拓扑结构。

背景技术

光伏发电系统逐渐成为化石燃料的主要替代性能源，但其能量密度低，波动性、随机性等缺点会造成光伏系统接入点的电压跌落问题和频率波动问题。

动态无功补偿装置(STATCOM)可作为光伏发电系统的无功补偿装置来解决光伏发电并网引起的电压波动和闪变问题；随着储能技术的快速发展也使储能系统(EnergyStorageSystem，ESS)成为有效抑制光伏输出功率波动的关键技术。

由于无功补偿装置和储能系统都需要采用变流器并入交流电网，现有技术大都采用单独的储能系统和动态无功补偿装置分别对大规模光伏发电进行有功和无功补偿。本发明提出的拓扑结构具有较高的功率和电压等级，更适于大规模光伏发电系统的高压大功率场合，且该拓扑结构与蓄电池组合可以同时对大规模光伏发电进行有功和无功补偿。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种适用于大规模光伏发电的储能系统拓扑结构。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种适用于大规模光伏发电的储能系统拓扑结构，其改进之处在于：所述拓扑结构包括相连的补偿装置和A、B、C三相电网电路；

所述补偿装置为将STATCOM功能与储能系统功能相结合的装置。

进一步的，所述补偿装置包括分别通过滤波器与所述A、B、C三相电网电路连接的补偿子模块。

进一步的，所述补偿子模块包括级联的单相逆变器，所述单相逆变器通过所述单相逆变器的全控器件连接。

进一步的，所述单相逆变器包括全控器件、蓄电池和电容，所述全控器件包括两个桥臂，每个所述桥臂包括两个开关管，每个开关管包括IGBT及其反并联二极管；

所述蓄电池、电容与所述桥臂两端并联，所述的补偿子模块之间相互并联。

进一步的，所述储能系统拓扑结构的负荷控制策略为：设定光伏系统输出功率的实际值与目标值的偏差ΔP及其临界值ΔP_m，根据所述偏差ΔP与所述临界值ΔP_m判断是否需要所述补偿装置进行有功补偿，对光伏输出功率的大幅波动进行平滑，避免蓄电池频繁充放电。

进一步的，根据所述偏差ΔP与所述临界值ΔP_m判断是否需要所述补偿装置进行有功补偿包括以下步骤：

I、判断所述偏差ΔP是否超过所述临界值ΔP_m，未超过则补偿无功功率，确定内环dq轴电流参考值为Id*=0;Iq*=Iq0*;]]>

若超过则所述蓄电池平滑所述光伏系统的输出功率波动，补偿有功功率，进入步骤II；

II、判断SOC平均值是否保持若保持则确定内环dq轴电流参考值为否则进入步骤III；

III、所述补偿装置根据所述SOC平均值与有功电流正负确定有功电流参考值，若储能系统仅放电，确定内环dq轴电流参考值为