，资表示交流电压与交流电流 的夹角；kp2为第二比例积分控制器的比例系数，k。为第二比例积分控制器的积分系数；Puf 为通过第二下垂控制Pfef=kf*(fw-fs)得到的有功功率给定值，其中kf为第二下垂控制系 数，fw为设定的频率额定值，fs为由交流电压U,得到的频率；P康示所述控制系统输出的 有功功率，巧r心骑跨:* %私織及梦;； 所述控制单元通过下述模型合成与交流Ξ相分别对应的逆变单元PWM信号PWMg、PWMb、 PWM,：lUt为交流电压幅值控制量，U。。,=UN-Uq f〇ut为频率is制量，fout=fN-Ud 控制单元通过其逆变单元PWM信号输出端将与交流Ξ相分别对应的逆变单元PWM信号PWM。、PWMb、PWM。传输给逆变单元的控制端，W控制逆变单元的输出电压和频率，消除无功功 率不平衡引起的电压偏差W及有功功率不平衡引起的频率偏差； 所述控制单元的并网开关控制输出端还与所述并网开关的控制端连接，所述控制单元 还通过其电网电压信号输入端获取电网电压信号，W根据电网电压是否正常控制所述并网 开关的通断，当电网电压正常时，并网开关导通，控制系统处于并网运行模式，当电网电压 故障时，并网开关关断，控制系统处于独立运行模式；所述控制单元通过其储能单元控制信 号输出端将储能单元控制信号传输给储能单元的控制端，W对储能单元进行充电或放电控 审IJ;在并网运行模式下，低电价时对储能单元进行充电控制，高电价时对储能单元进行放电 控制；在独立运行模式下，太阳能光电大于本地负荷时对储能单元进行充电控制，太阳能光 电小于本地负荷时对储能单元进行放电控制。2. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光储一体化控制系统，其特征在于，所述第 一下垂控制系数kq的范围取Kk。<10,所述第二下垂控制系数kf的范围取Kkf<10。3. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光储一体化控制系统，其特征在于，所述第 一下垂控制系数满足下式 会9 -真々&令錢、'1 * )夸窃，资：! * 5·，其中kq。为第一下垂控制系数预设初值， Kkq〇<10。4. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光储一体化控制系统，其特征在于，所述第 二下垂控制系数满足下式 气f-巧、贫Λ*法'…起j…款QΜ '，其中kf。为第二下垂控制系数预设初值， Kk巧 <10。5. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光储一体化控制系统，其特征在于，所述控 制单元为数字信号处理器。6. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光储一体化控制系统，其特征在于，所述直 流电压检测装置包括直流电压传感器。7. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光储一体化控制系统，其特征在于，所述交 流电压检测装置包括交流电压互感器。8. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光储一体化控制系统，其特征在于，所述交 流电流检测装置包括交流电流传感器。9. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光储一体化控制系统，其特征在于，所述第 一比例积分控制器的比例系数kpi的范围取0 <kpi< 100,第一比例积分控制器的积分系 数kj勺范围取0 <kii< 10。10. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光储一体化控制系统，其特征在于，所述第 二比例积分控制器的比例系数kp2的范围取0 <kp2< 100,第二比例积分控制器的积分系 数k。的范围取0 <kn< 10。11. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光储一体化控制系统，其特征在于，所述逆 变单元包括与交流Ξ相相连的Ξ相逆变结构与公共直流母线电容，其中每相逆变结构均包 括：第一IGBT、第二IGBT，其中所述第一IGBT的发射极连接所述第二IGBT的集电极，所述 第一IGBT的集电极通过所述公共直流母线电容与所述第二IGBT的发射极连接，作为逆变 单元的控制端的所述第一IGBT和第二IGBT的控制端，其与对应相逆变单元PWM信号对应 的控制单元的逆变单元PWM信号输出端相连，其中所述第一IGBT和第二IGBT的控制端的 信号相反，第二IGBT的集电极为逆变单元的交流输出端，所述公共直流母线电容两端为逆 变单元的直流输入端，其电压为逆变单元的直流电压Udc。12. -种即插即用的太阳能光储一体化控制方法，其特征在于，包括步骤： 将太阳能光伏电池板的输出端连接到逆变单元的直流输入端，逆变单元的交流输出端 连接到本地负载，同时通过并网开关连接到电网；将储能单元的直流端连接到逆变单元的 直流输入端； 测量逆变单元输出的交流电压Ug、交流电流L，并由此得到交流电压幅值&、交 流电流幅值Is、交流电压与交流电流的夹角解、频率fs，并进一步得到控制系统输出 的无功功率成，其中W及控制系统输出的有功功率Ps，其中通过第一下垂控制kq*〇Jw-Uj得到无功功率给定值Qw，其中kq为第一下垂控制 系数，吼为设定的交流电压额定值，将无功功率给定值Qw和控制系统输出的无功功率Qs之 差进行第一比例积分控制得到逆变单元无功功率控制量IV其计算公式为： Uq=kpi*(GU-Qs)+kii* /化ef-Qs)dt，其中kpi为第一比例积分控制的比例系数，kii为 第一比例积分控制的积分系数； 通过第二下垂控制Pfw=kf*(fw-fs)得到有功功率给定值Pw，其中kf为第二下垂控制 系数，fw为设定的频率额定值，将有功功率给定值PW和控制系统输出的有功功率PS之差 进行第二比例积分控制得到逆变单元有功功率控制量Ud，其计算公式为 Ud=kp2* (Pref-Ps) +k。* / (Pref-Ps)化其中kp2为第二比例积分控制的比例系数，k。为 第二比例积分控制的积分系数； 测量逆变单元的直流电压Ud。，将逆变单元无功功率控制量Uq和逆变单元有功功率控 制量Ud通过下式计算得到与交流Ξ相分别对应的逆变单元PWM信号PWM。、PWMb、PWM。：lUt为交流电压幅值控制量，U。。,=UN-Uq f〇ut为频率巧制量，fout=fN-Ud， 并将其传输给所述逆变单元的控制端，W控制逆变单元的输出电压和频率，消除无功 功率不平衡引起的电压偏差W及有功功率不平衡引起的频率偏差； 获取电网电压信号，W根据电网电压是否正常控制所述并网开关的通断，当电网电压 正常时，导通并网开关，进入并网运行模式，当电网电压故障时，关断并网开关，进入独立运 行模式；在并网运行模式下，低电价时对储能单元进行充电控制，高电价时对储能单元进行 放电控制；在独立运行模式下，太阳能光电大于本地负荷时对储能单元进行充电控制，太阳 能光电小于本地负荷时对储能单元进行放电控制。13. 如权利要求12所述的即插即用的太阳能光储一体化控制方法，其特征在于，所述 第一下垂控制系数kq的范围取Kk。<10,所述第二下垂控制系数kf的范围取Kkf<10。14. 如权利要求12所述的即插即用的太阳能光储一体化控制方法，其特征在于，所述 第一下垂控制系数满足下式其中kq。为第一下垂控制系数预设初值， Kkq〇<10。15. 如权利要求12所述的即插即用的太阳能光储一体化控制方法，其特征在于，所述 第二下垂控制系数满足下式其中kf。为第二下垂控制系数预设初值， Kk巧 <10。16. 如权利要求12所述的即插即用的太阳能光储一体化控制方法，其特征在于，所述 第一比例积分控制的比例系数kpi的范围取0 <kpi< 100,第一比例积分控制的积分系数 kii的范围取0 <ku< 10。17. 如权利要求12所述的即插即用的太阳能光储一体化控制方法，其特征在于，所述 第二比例积分控制的比例系数kp2的范围取0 <kp2< 100,第二比例积分控制的积分系数 k。的范围取0 <ki2< 10。18. 如权利要求12所述的即插即用的太阳能光储一体化控制方法，其特征在于，所述 逆变单元包括与交流Ξ相相连的Ξ相逆变结构与公共直流母线电容，其中每相逆变结构均 包括：第一IGBT、第二IGBT，其中所述第一IGBT的发射极连接所述第二IGBT的集电极，所 述第一IGBT的集电极通过所述公共直流母线电容与所述第二IGBT的发射极连接，作为逆 变单元的控制端的所述第一IGBT和第二IGBT的控制端，其与对应相逆变单元PWM信号对 应的控制单元的逆变单元PWM信号输出端相连，其中所述第一IGBT和第二IGBT的控制端 的信号相反，第二IGBT的集电极为逆变单元的交流输出端，所述公共直流母线电容两端为 逆变单元的直流输入端，其电压为逆变单元的直流电压Udc。
【专利摘要】本发明公开了一种即插即用的太阳能光储一体化控制系统，其包括：逆变单元，储能单元，并网开关，直流电压检测装置，交流电流检测装置，交流电压检测装置；还包括控制单元，其通过所述各检测装置测量逆变单元输出的交流电压us、交流电流is；计算得到逆变单元PWM信号，该信号控制逆变单元的输出电压和频率，消除无功功率不平衡引起的电压偏差以及有功功率不平衡引起的频率偏差；在并网运行模式下，低电价时对储能单元进行充电控制，高电价时对储能单元进行放电控制，在独立运行模式下，太阳能光电大于本地负荷时对储能单元进行充电控制，太阳能光电小于本地负荷时对储能单元进行放电控制。相应地，本发明还公开了一种即插即用的太阳能光储一体化控制方法。
【IPC分类】H02J7/35, H02J3/28, H02J3/38
【公开号】CN105244907
【申请号】CN201510612673
【发明人】刁慕檩
【申请人】上海载物能源科技有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月23日