分布式光伏储能微电网系统电压波动调节方法与流程

本发明涉及一种分布式电网，进一步涉及分布式光伏储能微电网系统及电压波动调节方法。

背景技术：
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太阳能资源没有地域限制，分布广泛且取之不尽，用之不竭。太阳能电池组件结构简单，体积小，重量轻，便于运输和安装，光伏发电系统建设周期短，而且根据用电负荷容量可大可小，方便灵活，极易组合、扩容；同时，太阳能光伏发电的过程没有机械转动部件，不需要冷却水也不消耗燃料，并且不排放包括温室气体在内的任何物质，具有无噪声、无污染、性能稳定可靠，使用寿命长等特点。因此，与其它新型发电技术相比，太阳能光伏发电是一种理想的微电网供电技术。

由于其受光照强度、外界温度等环境条件的影响，光伏系统的输出功率、电压具有随机波动、难以预测的特点。光伏发电系统通常通过电力电子变换装置即逆变器并网运行。为保证可再生能源利用最大化，光伏系统一般采用最大功率跟踪策略(MPPT)，即光伏系统发出无功功率为零。因此环境条件的短时变化、大容量的负荷切人或切出，会引起系统输出功率的突变，从而引起微电网电压的波动或暂时性跌落。目前已有很多方法用于减轻或补偿电压跌落问题，如无功功率补偿器、动态电压恢复器、交流柔性输电装置、静止无功发生器。然而，由于安装了大量的附加设备，系统投资成本大为增加，同时控制系统也更加复杂。储能系统成为光伏电站中必不可少的部分，由于储能系统可以吸收和释放功率，可以调整有功无功功率的输出，其在光伏微电网发电中将充当越来越重要的角色。

技术实现要素：
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本发明目的在于提供了一种，分布式光伏储能微电网系统以及系统电压波动调节方法。本发明分布式电网的应用场合包括但不限于学校、园区场所。技术方案如下：

分布式光伏储能微电网系统电压波动调节系统，包括：并网开关、交流母线、光伏DC/AC变流器、防逆流二极管、三路光伏阵列、储能DC/AC变流器、三路电池储能系统、局部交流输出接口；三路光伏阵列分别通过三个防逆流二极管连接到光伏DC/AC变流器，光伏DC/AC变流器连接到交流母线；三路电池储能系统通过储能DC/AC变流器连接到交流母线，交流母线通过并网开关连接到外部电网；交流母线在连接到并网开关之前设置局部交流输出接口。

上述系统电压波动调节方法，过程如下：

步骤一：判断分布式光伏储能微电网系统交流母线是否存在电压波动，若存在，进入步骤二，否则，结束控制；

步骤二：判断分布式光伏储能微电网系统交流母线电压是否偏高；若偏高，进入步骤三，否则，进入步骤四；

步骤三：判断光伏DC/AC变流器是否运行在MPPT模式，若光伏系统运行在MPPT模式，调整光伏DC/AC变流器减少功率输出；否则，进行储能DC/AC变流器调节；

步骤四：判断光伏DC/AC变流器是否运行在MPPT模式，若光伏系统运行在MPPT模式，进行储能DC/AC变流器调节，否则，调整所述光伏DC/AC变流器输出无功功率。

作为优选方案，所述储能DC/AC变流器调节包括以下具体步骤：

步骤五：检测交流母线三相电流i_a、i_b、i_c，交流母线三相电压u_a、u_b、u_c；

步骤六：交流母线三相电压u_a、u_b、u_c经过PLL锁相环，得到相角θ，用于参与Park变换；由交流母线三相电压u_a、u_b、u_c计算出瞬时电压，与电压参考值作比较，偏差信号经过一个PI环节，得到无功补偿电流参考值i_com；

步骤七：交流母线三相电流i_a、i_b、i_c经过Clarke变换，再经过Park变换，得到dq轴分量iq、id；其中iq与给定iq*做差后，经过一个PI环节，得到储能DC/AC变流器有功控制电流；id与给定id*做差后，再与无功补偿电流参考值i_com做和，经过一个PI环节，得到储能DC/AC变流器无功控制电流。

本发明相对于现有技术的优点在于：

(一)本发明的系统采用储能DC/AC变流器调节分布式光伏储能微电网系统电压波动，避免使用无功功率补偿器、动态电压恢复器、交流柔性输电装置、静止无功发生器，从而大幅节约系统投资成本，同时控制系统也更加简单可靠。

(二)发明的系统采用了以电力二极管为主的防逆流装置，防止光伏组件因电流到送而发热损坏，提高了整个系统运行的稳定性。

附图说明：

图1为本发明实施例分布式光伏储能微电网系统结构示意图。

图2为本发明实施例分布式光伏储能微电网系统电压波动调节方法逻辑框图。

图3为本发明实施例储能DC/AC变流器调节方法示意图。

具体实施方式：

实施例：

如图1所示，分布式光伏储能微电网系统，包括：并网开关、交流母线、光伏DC/AC变流器、防逆流二极管、三路光伏阵列、储能DC/AC变流器、三路电池储能系统、局部交流输出接口；三路光伏阵列分别通过三个防逆流二极管连接到光伏DC/AC变流器，光伏DC/AC变流器连接到交流母线；三路电池储能系统通过储能DC/AC变流器连接到交流母线，交流母线通过并网开关连接到外部电网；交流母线在连接到并网开关之前设置局部交流输出接口。

园区、学校等负载通过局部交流输出接口连接。防逆流二极管为防止交流母线电流反过来向光伏阵列倒送，避免光伏组件因发热而损坏的装置。

上述系统电压波动调节方法，过程如下：

步骤一：判断分布式光伏储能微电网系统交流母线是否存在电压波动，若存在，进入步骤二，否则，结束控制；

步骤二：判断分布式光伏储能微电网系统交流母线电压是否偏高；若偏高，进入步骤三，否则，进入步骤四；

步骤三：判断光伏DC/AC变流器是否运行在MPPT模式，若光伏系统运行在MPPT模式，调整光伏DC/AC变流器减少功率输出；否则，进行储能DC/AC变流器调节；

步骤四：判断光伏DC/AC变流器是否运行在MPPT模式，若光伏系统运行在MPPT模式，进行储能DC/AC变流器调节，否则，调整所述光伏DC/AC变流器输出无功功率。

上述储能DC/AC变流器调节包括以下具体步骤：

步骤五：检测交流母线三相电流i_a、i_b、i_c，交流母线三相电压u_a、u_b、u_c；

步骤六：交流母线三相电压u_a、u_b、u_c经过PLL锁相环，得到相角θ，用于参与Park变换；由交流母线三相电压u_a、u_b、u_c计算出瞬时电压，与电压参考值作比较，偏差信号经过一个PI环节，得到无功补偿电流参考值i_com；

步骤七：交流母线三相电流i_a、i_b、i_c经过Clarke变换，再经过Park变换，得到dq轴分量iq、id；其中iq与给定iq*做差后，经过一个PI环节，得到储能DC/AC变流器有功控制电流；id与给定id*做差后，再与无功补偿电流参考值i_com做和，经过一个PI环节，得到储能DC/AC变流器无功控制电流。