[发明专利]一种光储式充电站直流微网系统协调控制方法

说明书

本发明公开了一种光储式充电站直流微网系统协调控制方法，包括光储式电动汽车充电站、微网协调控制、混合储能系统协调控制、直流母线电压分层控制四个部分。光储式充电站直流微网系统协调控制方法能够通过对飞轮和蓄电池混合储能的协调优化控制，对直流母线电压的平滑过渡效果明显，能改善微网系统的电能质量，更有利于各变换器之间的协调控制以及系统中电气设备的使用寿命的改善。光储式电动汽车直流微网的基本结构及其相应的控制策略具有通用性，它们对于新能源的入网和就地消纳，以及电动汽车和电网之间的互动研究具有很好的参考和实用价值。

技术领域

本发明涉及一种直流微网系统控制方法，尤其涉及一种光储式充电站直流微网系统协调控制方法。

背景技术

太阳能分布广泛，且清洁无污染，是国际公认的理想替代能源。随着电动汽车在世界各国的广泛发展和普及，未来以微网充电站形式实现光伏（PV）能源的就地消纳，对于清洁能源的可靠利用和大电网的经济稳定运行具有重要的意义，是实现低碳的一种直接有效方式。

直流微网作为连接分布式电源与主网的一种微网形式，能够高效地发挥分布式电源的价值与效益，具备比交流微网更灵活的重构能力。在直流微网中，能量的平衡控制可归结为直流母线电压的调整和电能质量的管理，而直流电压是反映系统内功率平衡的唯一指标。根据直流母线电压的分层下垂变化，实现各变换器之间的协调控制，是直流微网的一种简便灵活的控制方式。由于下垂控制无法实现对直流电压的恒定控制，微网系统无可避免要面对新能源发电波动或者负荷的切换引起的电压波动。为了平抑能量波动、解决能量供给波动性问题、提高供电可靠性，微网系统中通常需要增加储能装置。

采用储能装置虽然可在一定程度上起到抑制功率波动的作用，但是单一的储能装置很难同时满足功率与能量2方面要求。混合储能系统中超级电容与蓄电池输出功率的合理分配，使微网孤岛运行时系统的电能质量和负荷的功率需求满足要求。尽管超级电容具有功率密度高、充电速度快等优点，但也存在储能密度小、安装位置或使用不当会造成电解质泄漏、内阻较大和价格较贵等缺点。飞轮储能是一种新兴的电能存储技术，相比于超级电容，飞轮储能装置具有储能密度高、功率密度大、寿命长、工作温度范围宽、损耗小、环保无污染和维护低等特点，相较于超级电容储能、超导储能和新型电池储能，考虑储能系统在电力品质、频率支持和负载变化3方面的经济性，飞轮储能有极大优势。

发明内容

为了克服能量供给波动及储能装置存在的难题，本发明提出一种光储式充电站直流微网系统协调控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

以飞轮和磷酸铁锂蓄电池作为混合储能，飞轮用于平滑高频功率波动和部分低频功率，而蓄电池用于平衡主要能量流动，维持直流母线电压稳定；并网备用时，蓄电池和飞轮2者都进行充放电待用。光储式充电站直流微网系统协调控制方法，包括光储式电动汽车充电站、微网协调控制、混合储能系统协调控制、直流母线电压分层控制四个部分。

所述光储式电动汽车充电站是由光伏发电系统、混合储能、EV 充放电系统、DC/DC和AC/DC 变换器、交直流负荷和中央控制单元等部分组成。

所述微网协调控制包括孤岛运行、并网运行两种运行方式。

所述混合储能系统协调控制采用磷酸铁锂电池和飞轮混合储能的方式，平滑蓄电池的输入功率。

所述直流母线电压分层控制根据直流母线电压的分层下垂变化，实现各变换器之间的协调控制，从而实现直流微网中功率的协调优化分配。

本发明的有益效果是：飞轮和蓄电池混合储能的协调优化控制对于直流母线电压的平滑过渡效果明显，能改善微网系统的电能质量，更有利于各变换器之间的协调控制以及系统中电气设备的使用寿命的改善。光储式电动汽车直流微网的基本结构及其相应的控制策略具有通用性，它们对于新能源的入网和就地消纳，以及电动汽车和电网之间的互动研究具有很好的参考和实用价值。

附图说明