基于共直流母线的电池储能与光伏发电的协调控制和优化方法

摘要

本发明公开电池储能与光伏发电共直流母线在并网和独立运行方式下的协调控制和优化方法。该方法支持各种类型蓄电池和光伏电池板经DC/DC换流器共直流母线的随意组合接入，蓄电池支路自动智能充放电管理，光伏电池板支路最大功率跟踪管理，各支路完全独立控制，实现优化管理。直流母线汇集的能量通过后级DC/AC换流器与电网或独立负载进行能量交互。DC/AC换流器在并网运行时，采用电网电压定向矢量控制和电压空间矢量脉宽调制方法，有功无功完全解耦控制；独立运行时，采用V/f控制，为交流母线提供恒定的电压和频率参考。实验结果表明本发明能实现光伏储能的协调互补控制和自主优化管理，具有很好的通用性、实用性和应用前景。

主权项

一种基于共直流母线的电池储能与光伏发电在并网和独立运行方式下的协调控制和优化方法，该方法支持不同类型储能电池与光伏电池板的灵活接入，各储能电池DC/DC支路、各光伏电池板DC/DC支路完全独立控制优化管理，支持并网和独立运行方式，各储能电池、光伏电池板经各自的DC/DC支路将直流能量汇集到直流母线，然后通过后级的DC/AC换流器与交流电网并网或独立带载运行；其特征在于，所述方法包括：(1)通过相应控制字，实现对各储能电池DC/DC支路以及各光伏电池板DC/DC支路灵活接入，即储能电池、光伏电池板能够任意混合接入或部分接入；(2)所述储能电池充电采用最大化配置的预充、快充、均充和浮充四段式充电方式，其中，预充、快充和浮充为恒流限压控制，均充为恒压限流控制，所述储能电池的放电方式采用恒电流放电或恒功率放电两种方式；(3)对所述光伏电池板采用最大功率跟踪(MPPT)控制方法，或在分布式电源出力大于负荷的情况下对所述光伏电池板采用限输出功率控制方法，通过对储能电池的充放电控制，平抑光伏发电的不稳定性和不可预见性，减小光伏发电对电网的干扰；(4)当由所述电池储能与光伏发电组成的分布式电源装置与交流电网并网运行时，所述后级DC/AC逆变器采用电网电压定向矢量控制，双闭环结构，外环为电压环，内环为电流环，基于dq坐标下实现P、Q解耦控制和直流母线电压控制；采用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法控制后级DC/AC逆变器开关器件的通断；(5)当前级所述DC/DC支路有储能电池接入时，分布式电源装置可以脱离交流电网，独立带负载运行，，后级DC/AC逆变器为交流母线提供恒定的电压和频率参考，采用V/f控制，采用电压的有效值闭环控制来实现后级DC/AC逆变器出口经滤波器后的端电压幅值和频率保持恒定。