分布式光储能参与母线调节自适应控制装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种分布式光储能参与母线调节自适应控制装置及方法，属于变流控 制技术。
【背景技术】
[0002] 随着分布式电源在电力系统的渗透率不断提升，由于新能源大多具有间歇性及不 可控性，且常规的分布式并网发电控制较多采用电力电子并网逆变器模式，该模式并未体 现常规电力系统固有的惯性及调频调压控制特性，该使得母线稳定性问题越发严峻。且分 布式光伏发电受气象环境影响，出力不具备规律性，在接入公共母线后，会引起局部母线的 波动与不稳定，尤其是母线结构薄弱地区，分布式光伏系统接入后对局部地区的电能质量 会产生较大的影响。分布式电源与储能系统在独立供电模式下，负荷与分布式电源依靠协 调控制器联合运行，无法快速调节电源与负荷的匹配关系，使储能系统处于过载运行状态， 影响储能系统的寿命与系统安全可靠运行。
[0003] 目前储能参与新能源协调控制策略的研究主要集中在大规模风电场、光伏电站接 入主网的应用领域，或少量风电、光伏、柴发接入微网的应用领域，对于分布式光伏系统大 规模接入配母线的情况则研究较少，且多采用调度控制的方式被动运行。
[0004] 由于发电单元地域分散，电能等级不统一等问题，导致对分散的分布式发电系统 难W通过调度的方式实现自动电能控制，且在独立供电模式下需要协调控制器快速控制负 荷与分布式电源，W实现微母线下的电能与能量平衡。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于克服上述问题，实现光伏发电与储能系统优化协调控制W及能够 自适应参与母线的调节，提高母线运行的稳定性；主要解决难点：提出分布式光储能系统 控制模式，提出光储能系统自适应参与母线调节控制方法，维持母线稳定运行。
[0006] 为达上述目的，本发明具体提供一种分布式光储能参与母线调节自适应控制装置 及方法，具体包含；光伏电池模块、储能模块、直流变换器、逆变器；所述光伏电池模块与所 述直流变换器相连；所述直流变换器和所述储能模块并联后与所述逆变器连接；所述逆变 器与母线相连；所述直流变换器用W根据当前储能模块容量与母线电能状态，调节所述光 伏电池模块电能输出大小；所述逆变器用W根据当前储能模块容量与母线电能状态，控制 所述直流变换器输出的电能输出至所述储能模块和/或母线；所述储能模块，用于存储或 释放电能。
[0007] 在上述实施例中，优选的还包含；所述直流变换器还包含监测单元，所述直流变换 器根据所述监测单元监测到的当前所述储能模块容量及母线电能状态调节所述光伏电池 模块电能输出大小。
[000引在上述实施例中，优选的还包含；当监测单元检测到所述储能模块容量已满和所 述母线电能状态高于第一阀值时，所述直流变换器断路；当监测单元检测到所述母线电能 状态低于第二阀值时，所述直流变换器控制所述光伏电池模块增加输出。
[0009] 在上述实施例中，优选的还包含；所述逆变器还包含监测单元，所述逆变器根据所 述监测单元监测到的当前所述储能模块容量及母线状态控制电能输出至所述储能模块和/ 或母线。
[0010] 在上述实施例中，优选的还包含；当监测单元检测到所述储能模块容量已满和所 述母线电能状态高于第一阀值时，所述逆变器断路；当监测单元检测到所述储能模块容量 未满和所述母线电能状态高于第一阀值时，所述逆变器增加对所述储能模块输出；当监测 单元检测到所述母线电能状态低于第二阀值时，所述逆变器增加对所述母线输出和/或减 少对所述储能模块输出。
[0011] 本发明还提供一种分布式光储能参与母线调节自适应控制装置的控制方法，所述 控制方法包含；所述直流变换器根据当前储能模块容量与母线电能状态，调节所述光伏电 池模块电能输出大小；所述逆变器根据当前储能模块容量与母线电能状态，控制所述直流 变换器输出的电能输出至所述储能模块和/或母线。
[0012] 在上述实施例中，优选的还包含；所述直流变换器根据所述监测单元监测到的当 前所述储能模块容量及母线电能状态调节所述光伏电池模块电能输出大小。
[0013] 在上述实施例中，优选的还包含；当监测单元检测到所述储能模块容量已满和所 述母线电能状态高于第一阀值时，所述直流变换器断路；当监测单元检测到所述母线电能 状态低于第二阀值时，所述直流变换器控制所述光伏电池模块增加输出。
[0014] 在上述实施例中，优选的还包含；所述逆变器根据所述监测单元监测到的当前所 述储能模块容量及母线状态控制电能输出至所述储能模块和/或母线。
[0015] 在上述实施例中，优选的还包含；当监测单元检测到所述储能模块容量已满和所 述母线电能状态高于第一阀值时，所述逆变器断路；当监测单元检测到所述储能模块容量 未满和所述母线电能状态高于第一阀值时，所述逆变器增加对所述储能模块输出；当监测 单元检测到所述母线电能状态低于第二阀值时，所述逆变器增加对所述母线输出和/或减 少对所述储能模块输出。
[0016] 本发明的有益技术效果在于：本发明所提供的分布式光储能参与母线调节自适应 控制装置及方法从根本上消除光伏发电给母线稳定运行带来的隐患，在分布式光储发电系 统中引入主动参与配母线的控制特性，在母线电压与频率变化时自动参与电能调节，母线 电能不需要时则可W将发电电能储存在储能系统中，将分布式光伏发电由间隙性电源变为 电能可控性电源，参与配母线调控，同时能够自动参与母线的电压调节，在分布式光储发电 系统独立供电时可W通过负荷与电源的电能主动调节电压与频率，外部设备检测到电压与 频率水平进行分级负荷与电源管理。
【附图说明】
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据该些附图获得其他的附图。
[0018] 图1为分布式光储系统拓扑结构；
[0019] 图2为DC/DC拓扑图；
[0020] 图3为DC/DC控制策略图；
[002U 图4为DC/AC储能变流器拓扑图；
[002引 图5为DC/AC控制原理图。
【具体实施方式】
[0023] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024] 请参考图1所示，图1为本发明所提供一种分布式光储能参与母线调节自适应控 制装置，包含；光伏电池模块PV、储能模块BS、直流变换器DC/DC、逆变器DC/AC;所述光伏 电池模块PV与所述直流变换器DC/DC相连；所述直流变换器DC/DC和所述储能模块BS并 联后与所述逆变器DC/AC连接；所述逆变器DC/AC与母线相连；所述直流变换器DC/DC用W 根据当前储能模块BS容量与母线电能状态，调节所述光伏电池模块PV电能输出；所述逆变 器DC/AC用W根据当前储能模块BS容量与母线电能状态，控制所述直流变换器输出的电能 输出至所述储能模块BS和/或母线；所述储能模块BS，用于存储或释放电能。
[0025] 在上述实施例中，优选的还包含：所述直流变换器DC/DC还包含监测单元，所述直 流变换器DC/DC根据所述监测单元监测到的当前所述储能模块BS容量及母线电能状态调 节所述光伏电池模块PV电能输出。
[0026] 在上述实施例中，优选的还包含：所述直流变换器DC/DC还包含：当监测单元检测 到所述储能模块BS容量已满和所述母线电能状态高于第一阀值时，所述直流变换器DC/DC 断路；当监测单元检测到所述母线电能状态低于第二阀值时，所述直流变换器DC/DC控制 所述光伏电池模块PV增加输出。
[0027] 在上述实施例中，优选的还包含；所述逆变器DC/AC还包含监测单元，所述逆变器 DC/AC根据所述监测单元监测到的当前所述储能模块BS容量及母线状态控制电能输出至 所述储能模块BS和/或母线。
[002引在上述实施例中，优选的还包含；当监测单元检测到所述储能模块BS容量已满和 所述母线电能状态高于第一阀值时，所述逆变器DC/AC断路；当监测单元检测到所述储能 模块BS容量未满和所述母线电能状态高于第一阀值时，所述逆变器DC/AC增加对所述储能 模块BS输出；当监测单元检测到所述母线电能状态低于第二阀值时，所述逆变器DC/AC增 加对所述母线输出和/或减少对所述储能模块BS输出。
[0029] 请参考图2所示，图2为直流变换器DC/DC拓扑图，采用boost升压电路控制；该 直流变换器DC/DC还包含监测单元，所述直流变换器DC/DC根据所述监测单元监测到的当 前所述储能模块BS容量及母线电能状态调节所述光伏电池模块PV电能输出。复请参考图 2所示，该直流变换器D