一种光储系统的控制方法技术方案

本申请适用于光储技术领域，提供了一种光储系统的控制方法

【技术实现步骤摘要】
一种光储系统的控制方法、设备及介质


[0001]本申请属于光储
，尤其涉及一种光储系统的控制方法
、
设备及介质
。

技术介绍

[0002]光储系统，又称太阳能光伏储能发电系统，是由光伏设备和储能设备组成的发电系统
。
目前单相级联光储系统的控制方案主要包括跟网型控制方案
、
构网型控制方案
、
跟网型和构网型的混合控制方案，这三种方案的简要介绍如下：跟网型控制方案：传统光伏逆变器并网主要采用跟网型控制，采用输出电流控制，基于锁相环（
PLL
，
Phase Locked Loop ）实现同步，能够快速跟踪光伏的最大功率点，实现高效率光伏发电
。
但是跟网型的逆变器控制只能基于集中式控制框架下实现，增加了系统的通讯成本和通讯失败的风险
。
而且与电网之间的同步高度依赖锁相环也给系统带来了不稳定因素
。
[0003]构网型控制方案：为了降低通信的成本和对系统安全可靠运行的制约，并网级联逆变器的分散式构网型控制方法被提出，每个模块根据自身的局部信息进行决策，然后通过下垂控制将逆变器控制为构网型模式
。
但仍然存在一些有待改进之处：首先现有构网型控制策略并非针对光储系统，因此没有考虑光伏和储能的特性与协调控制，不适合级联光储系统并网
。
其次，现有构网型控制方案频率由电网钳制，对电网频率的支撑能力有限
。
然后，系统整体工作在受控电压源模式，当发生短路故障导致电网电压波动时，容易导致线路电流幅值的跃升，有过流的风险
。
[0004]跟网型和构网型的混合控制方案：该方案通过其中一个单元控制系统的并网电流，由于级联系统中各逆变器的电流相同并被该单元钳制，因此其他逆变器通过控制电压幅值来调控输出有功功率，从而实现并网同步控制
。
但现有方法中跟网型逆变器的控制仍然需要锁相环获取电网相位信息，对弱电网下并网逆变器的稳定性产生负面影响
。
[0005]综上，目前单相级联光储系统的光伏能量的利用率低，且不能为电网提供频率支撑，造成系统的稳定性低
。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供了一种光储系统的控制方法
、
设备及介质，可以解决单相级联光储系统的稳定性低以及光伏能量的利用率低的问题
。
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种光储系统的控制方法，光储系统的储能单元采用考虑频率支撑的储能逆变器跟网型控制策略，光储系统的光伏单元采用考虑
MPPT
的光伏逆变器构网型控制策略，控制方法包括：若储能单元的
SOC
值位于电荷充足区间内，则判断电网所需要的有功功率是否为0；若电网所需要的有功功率不为0，则控制光储系统的工作模式为额定功率模式；在额定功率模式下，光伏单元基于光伏逆变器构网型控制策略向电网注入电网所需要的有功
功率和无功功率，储能单元用于基于储能逆变器跟网型控制策略平滑光伏单元的输出功率，并当电网的频率发生变化时，储能单元基于储能逆变器跟网型控制策略为电网提供惯性支撑和一次调频所需要的有功功率；若电网所需要的有功功率为0，则控制光储系统的工作模式为频率支撑模式；在频率支撑模式下，当电网发生频率跌落时，光伏单元基于光伏逆变器构网型控制策略向电网注入功率，在电网的频率高于额定值时，储能单元基于储能逆变器跟网型控制策略从电网吸收功率
。
[0008]可选的，储能逆变器跟网型控制策略为：；；其中，表示虚拟转动惯量，表示系统并网电流的频率，表示时间，表示有功功率参考值，表示光储系统实际注入所述电网的平均有功功率，表示虚拟阻尼系数；表示角频率参考值，表示并网电流幅值，和均表示
PI
控制器参数，表示复频率，表示电网需要注入的无功功率参考值，表示光储系统实际注入电网的平均无功功率
。
[0009]可选的，光伏逆变器构网型控制策略为：；；其中，表示所述光储系统中第个光伏机组的角频率，，表示所述光储系统中光伏机组的总数，表示所述电网的额定角频率，表示功率因素角下垂系数，表示所述光储系统中第个光伏机组的输出功率因数角，表示无功功率调节系数，表示复频率，表示无功功率参考值，表示所述光储系统中第个光伏机组的无功功率平均值，表示所述光储系统中第个光伏机组的输出电压的参考幅值，表示有功功率调节系数，表示第个光伏机组的有功功功率参考值，表示所述光储系统中第个光伏机组的有功功率平均值
。
[0010]可选的，控制方法还包括：若储能单元的
SOC
值小于第一预设电荷值，则判断光伏单元输出的有功功率是否小于电网所需要的有功功率；第一预设电荷值为电荷充足区间的最小值；若光伏单元输出的有功功率小于电网所需要的有功功率，则控制光储系统的工作模式为功率减发模式；在功率减发模式下，光伏单元的输出功率优先给储能单元充电，并在电网因负载减少而频率升高时，储能单元吸收电网中多余的有功功率；若光伏单元输出的有功功率大于或等于电网所需要的有功功率，则控制光储系统的工作模式为储能充电模式；在储能充电模式下，光伏单元向电网注入电网所需要的有功
功率，且光伏单元中剩余的功率由储能单元吸收
。
[0011]可选的，控制方法还包括：若储能单元的
SOC
值大于第二预设电荷值，则判断光伏单元输出的有功功率是否小于电网所需要的有功功率；第二预设电荷值为电荷充足区间的最大值；若光伏单元输出的有功功率小于电网所需要的有功功率，则控制光储系统的工作模式为单相调频模式；在单相调频模式下，储能单元和光伏单元一起为电网提供电网所需要的有功功率；若光伏单元输出的有功功率大于或等于电网所需要的有功功率，则控制光储系统的工作模式为退出
MPPT
模式；在退出
MPPT
模式下，光伏单元退出
MPPT
点运行
。
[0012]第二方面，本申请实施例提供了一种光储系统的控制设备，包括存储器
、
处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的光储系统的控制方法
。
[0013]第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的光储系统的控制方法
。
[0014]本申请的上述方案有如下的有益效果：在本申请的实施例中，由于光储系统的储能单元采用考虑频率支撑的储能逆变器跟网型控制策略，光伏单元采用考虑
MPPT
的光伏逆变器构网型控制策略，从而使得在储能单元的
SOC
值位于电荷充足区间内时，光伏单元能根据自身的发电量向电网输出最大功率，实现光伏能量的高效利用
。
同时，在电网的频率发生变化或者电网的频率高于额定值时，储能单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光储系统的控制方法，其特征在于，所述光储系统的储能单元采用考虑频率支撑的储能逆变器跟网型控制策略，所述光储系统的光伏单元采用考虑
MPPT
的光伏逆变器构网型控制策略，所述控制方法包括：若所述储能单元的
SOC
值位于电荷充足区间内，则判断电网所需要的有功功率是否为0；若电网所需要的有功功率不为0，则控制所述光储系统的工作模式为额定功率模式；在所述额定功率模式下，所述光伏单元基于所述光伏逆变器构网型控制策略向所述电网注入电网所需要的有功功率和无功功率，所述储能单元用于基于所述储能逆变器跟网型控制策略平滑所述光伏单元的输出功率，并当所述电网的频率发生变化时，所述储能单元基于所述储能逆变器跟网型控制策略为所述电网提供惯性支撑和一次调频所需要的有功功率；若电网所需要的有功功率为0，则控制所述光储系统的工作模式为频率支撑模式；在所述频率支撑模式下，当所述电网发生频率跌落时，所述光伏单元基于所述光伏逆变器构网型控制策略向所述电网注入功率，在所述电网的频率高于额定值时，所述储能单元基于所述储能逆变器跟网型控制策略从所述电网吸收功率
。2.
根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述储能逆变器跟网型控制策略为：；；其中，表示虚拟转动惯量，表示系统并网电流的频率，表示时间，表示有功功率参考值，表示所述光储系统实际注入所述电网的平均有功功率，表示虚拟阻尼系数；表示角频率参考值，表示并网电流幅值，和均表示
PI
控制器参数，表示复频率，表示所述电网需要注入的无功功率参考值，表示所述光储系统实际注入所述电网的平均无功功率
。3.
根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述光伏逆变器构网型控制策略为：；；其中，表示所述光储系统中第个光伏机组的角频率，，表示所述光储系统中光伏机组的总数，表示所述电网的额定角频率，表示功率因素角下垂系数，表示所述光储系统中第个光伏机组的输出功率因数角，表示无功功率调节系数，表示复频率，表示无功功率参考值，表示所述光储系统中第个光伏机组的无功功率平均值，表示所述光储系统中第个光伏机组的输出电压的参考幅值，表示有功功率调节系数，表示第个光伏机组的有功功功率参考值，表示所述光储系统中第个光伏机组<...

【专利技术属性】
技术研发人员：施光泽，欧君兰，胡东滨，张军号，徐雪松，苏长青，
申请(专利权)人：湘江实验室，
类型：发明
国别省市：