[发明专利]一种光储微电网系统储能变流器主从并联控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光储微电网系统多台储能变流器主从并联运行的控制方法。

背景技术

随着分布式新能源的快速发展，可以并网、离网灵活切换的微电网系统应用越来越广泛。微电网系统是由分布式电源、用电负荷、配电设施，监控和保护装置等组成的小型发配用电系统，必要时含储能装置。当电网正常时，光储微电网系统运行在并网模式，光储微电网系统中储能变流器根据预设的运行管理策略，实现设定的运行目标。当电网故障时，光储微电网系统切换到离网模式，储能变流器提供光储微电网系统的电压和频率，保证系统内负荷用电和其他设备的正常运行。微电网的出现很好地解决了分布式新能源和配电网之间的矛盾，使分布式新能源系统输出功率可控，有效抑制并网功率快速波动，具有电网友好性。

随着光储微电网发展，微电网系统内光伏装机容量及负荷容量越来越大，为了保证电网故障时系统内负荷用电时间及系统正常运行，系统需要配置更大容量蓄电池，考虑到单台储能变流器功率等级，需要多台储能变流器并联运行。目前常用的储能变流器并联控制策略有主从控制和对等控制，对等控制常用的下垂控制，下垂控制基本原理是用储能变流器模拟同步机的下垂特性，实现有功功率对频率、无功功率对电压的下垂特性，下垂控制不需要通讯，具有“即插即用”特点和方便微网系统扩容、功率均分等优点。但是下垂控制适用于高压输电线路电抗大、电阻小的场合，光储微电网系统目前一般接入低压配电网，输电线路参数恰好相反，导致下垂控制难以在实际光储微电网系统中运行。

常用的主从并联控制是由主储能变流器发出功率调度指令，对从储能变流器的功率进行调度，但是当微电网系统内从储能变流器的台数改变时，需要重新修改主储能变流器程序，微电网系统扩容较为复杂。另外，常用的主从并联控制没有对主储能变流器进行保护，当微电网系统内负荷过大或者过小时，都会导致主储能系统蓄电池超过阈值，导致主储能变流器停机，从而导致整个微电网系统的“瘫痪”。

发明内容

为克服现有技术的缺点，方便光储微电网系统快速扩容、满足多台储能变流器并联运行及并联时功率分配等要求，本发明提出一种基于通讯的光储微电网系统储能变流器主从并联运行控制方法。本发明通过对微电网中能量管理系统的简单配置，可以更改微电网系统内储能变流器并联台数，实现光储微电网系统的快速扩容和扩容后的功率均分。

应用本发明的光储微电网系统包含主储能系统、从储能系统、光伏发电系统、负载及能量管理系统。其中主储能系统和从储能系统均由蓄电池和储能变流器连接组成，光伏发电系统由光伏组件和并网逆变器连接组成，能量管理系统对微电网系统内所有设备进行监控和功率调度。所述的光储微电网系统包含有1套主储能系统和多套从储能系统，从储能系统套数为N，N大于等于1。其中主储能系统的储能变流器为3端口设备，包含1个直流端口和2个交流端口，直流端口接蓄电池，2个交流端口分为并网端口和离网端口，并网端口连接大电网，离网端口连接从储能变流器、光伏发电系统和负荷。

电网正常时，光储微电网系统的主储能系统的储能变流器和从储能变流系统的储能器均工作在并网模式，根据储能系统蓄电池状态执行三段式充电策略，包含恒流充电模式、恒压充电模式、浮充充电模式；电网故障时，主储能系统切换到离网模式，为光储微电网系统母线建立电压和频率，从储能系统继续工作在并网模式。能量管理系统根据负荷功率、主储能系统状态和光伏发电系统功率，实时调整从储能系统储能变流器的输出功率，维持微电网系统内功率平衡。为了满足光储微电网系统内各储能系统的功率分配需求，能量管理系统根据蓄电池状态、光伏系统发电功率和负载功率，对从储能系统的储能变流器下发功率调度指令，具体为：

1、当蓄电池电压正常、负载功率大于光伏系统发电功率时，主储能系统和从储能系统的所有储能变流器均放电。光储微电网系统主储能系统的储能变流器和N台从储能系统的储能变流器共同放电，为负荷提供电能，能量管理系统给N台从储能变流器下发功率指令：P_slave＝(P_load-P_pv)/(N+1)，根据功率守恒定律，主储能变流器功率为P_master＝(P_load-P_pv)/(N+1)，实现光储微电网系统内所有储能变流器的功率均分；其中P_master为主储能变流器功率，P_slave为储能变流器功率，P_pv光伏发电系统功率，P_load负荷功率；