一种角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法与流程

文档序号:15051239发布日期:2018-07-31 17:10阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法,其特征在于,所述的控制方法为:在有光照条件下,角型三相串联式光伏电站不能并网工作时,通过角型三相串联式光伏电站的星角型并网平衡控制器控制角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式,即:星角型并网平衡控制器分别控制A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元输出端的首、末端短路,控制第n台功率模块由输出方式转换成输入方式,将第一台至第n-1台功率模块的输出功率经第n台功率模块输出端反向对对应的储能电池组充电;并依据A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的功率模块串联输入功率值,以及对应的储能电池组充电特性和充电电压范围,分别计算出A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压分配值,通过第n台功率模块输出端将光伏方阵输入功率反向输入对应的储能电池组中存储;n为﹥1的整数。

2.按照权利要求1所述的角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法,其特征在于,所述的控制方法的具体步骤如下:

(1)第一步,在有光照时,星角型并网平衡控制器实时读取电网调度命令和角型三相串联式光伏电站中每个功率模块的输入功率数据,分别判断电网调度命令是否要求限功率输出,以及每相交流串联单元的输入功率是否大于或等于角型三相串联式光伏电站启动功率值;当判断电网调度命令限功率输出或每相交流串联单元的输入功率不大于或也不等于角型三相串联式光伏电站启动功率值时,星角型并网平衡控制器控制交流接触器处于常闭状态,角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式,使A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的输出首端和末端连接;同时星角型并网平衡控制器分别控制A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的第一功率模块至第n-1个功率模块的串联输出功率,在第n-1个功率模块与第n功率模块的连接端,经第n功率模块的输出端反向对相应的E_AB、E_BC、E_CA储能电池组充电;

当星角型并网平衡控制器判断A相交流串联单元、B相交流串联单元或C相交流串联单元的其中一相或二相中的每相功率模块输入功率值之和小于星型三相串联式光伏电站启动功率值Pqd时,星角型并网平衡控制器同时分别读取三组储能电池组的储存容量,并判断三组储能电池组的储存容量是否满足补充对应的一相或二相交流串联单元的功率值的要求,如不满足,星角型并网平衡控制器控制交流接触器处于常闭状态,角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式,在A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元的第n-1个功率模块与第n功率模块的连接端,经第n功率模块的输出端反向对相应的E_AB、E_BC、E_CA储能电池组充电;

(2)第二步,依据A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元中功率模块串联输入功率值和对应的储能电池组的充电电压范围,分别计算出A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压值。

3.按照权利要求2所述的角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法,其特征在于,所述的第一步中,在有光照时,星角型并网平衡控制器分别实时读取电网调度命令和角型三相串联式光伏电站中每个功率模块数据,首先分析、判断电网调度命令是否限功率输出,如是,则角型三相串联式光伏电站直接进入储能工作模式,如不是,计算、分析、判断每相串联单元的输入功率是否大于或等于角型三相串联式光伏电站启动功率值:

Pia1+Pia2+......Pian-1+Pian=∑Pian≥Pqd (1)

Pib1+Pib2+......Pibn-1+Pibn=∑Pibn≥Pqd (2)

Pic1+Pic2+......Picn-1+Picn=∑Picn≥Pqd (3)

其中,Pia1、Pia2、Pian-1、Pian分别为A相交流串联单元中的第一功率模块到第n功率模块输入功率值;Pib1、Pib2、Pibn-1、Pibn分别为B相交流串联单元中的第一功率模块到第n个功率模块输入功率值;Pic1、Pic2、Picn-1、Picn分别为C相交流串联单元中的第一功率模块到第n个功率模块输入功率值;∑Pian、∑Pibn、∑Picn分别为A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元中功率模块输入功率值之和;Pqd为角型三相串联式光伏电站的A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元启动功率值;

当A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中,功率模块输入功率值之和都大于或等于角型三相串联式光伏电站启动功率值Pqd时,即:∑Pian≥Pqd、∑Pibn≥Pqd、∑Picn≥Pqd,星角型并网平衡控制器控制交流接触器吸合,A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元输出并网,使角型三相串联式光伏电站进入并网工作模式;

反之,判断A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中功率模块输入功率值之和是否都小于角型三相串联式光伏电站启动功率值,即:∑Pian<Pqd、∑Pibn<Pqd、∑Picn<Pqd,如是,角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式,即:星角型并网平衡控制器控制交流接触器处于常闭状态,使A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的首、末输出端短路,与并网点断开,交流接触器A相动点与常闭点接通、与常开点断开;B相动点与常闭点接通、与常开点断开;C相动点与常闭点接通、与常开点断开;由于A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的第n功率模块具有储能功率双向输入、输出功能,由此星角型并网平衡控制器分别控制A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的第一功率模块至第n-1个功率模块,在第n-1个功率模块与第n功率模块的连接端,经第n功率模块的输出端和第n台充放电控制开关输入、输出端再通过对应的储能电池组的双向输入、输出端反向对相应的E_AB、E_BC、E_CA储能电池组充电,即:

Pia1+Pia2+......+Pian-1=∑Pian-1=Pabatt (4)

Pib1+Pib2+......+Pibn-1=∑Pibn-1=Pbbatt (5)

Pic1+Pic2+......+Picn-1=∑Picn-1=Pcbatt (6)

其中,Pabatt、Pbbatt、Pcbatt分别为A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元在第一台至第n-1台功率模块输入功率之和;

当角型三相串联式光伏电站的一相交流串联单元或二相交流串联单元中,每相交流串联单元的功率模块输入功率值之和都小于角型三相串联式光伏电站启动功率值Pqd时,如:若A相交流串联单元和B相交流串联单元中,每相交流串联单元的功率模块输入功率值之和都小于角型三相串联式光伏电站启动功率值Pqd:

∑Pian<Pqd、

∑Pibn<Pqd,

星角型并网平衡控制器分别读取E_AB的储能电池组的储存容量Pabatt×tout、E_BC的储能电池组的储存容量Pbbatt×tout、E_CA的储能电池组的储存容量Pcbatt×tout,同时分别计算上述A相交流串联单元和B相交流串联单元的输入功率∑Pian和∑Pibn与启动功率值Pqd差值,即:

Pqd-∑Pian=ΔPabatt、

Pqd-∑Pibn=ΔPbbatt;

判断该差值ΔPbbatt与ΔPabatt之和是否大于或等于E_AB、E_BC、E_CA储能电池组储存容量之和(Pabatt+Pbbatt+Pcbatt)tout,即:

(Pabatt+Pbbatt+Pcbatt)tout≥(ΔPabatt+ΔPbbatt)t10

当判断(Pabatt+Pbbatt+Pcbatt)tout≥(ΔPabatt+ΔPbbatt)t10,星角型并网平衡控制器控制交流接触器吸合,角型三相串联式光伏电站进入并网工作模式,即:A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的输出端并网;同时依据电网需求功率,星角型并网平衡控制器控制A相交流串联单元、B相交流串联单元的第一和第n台功率模块的双向充、放电回路,调整E_AB、E_BC、E_CA储能电池组输出功率,使角型三相串联式光伏电站实现平衡输出;

其中,tout为E_AB、E_BC、E_CA储能电池组功率输出时间,单位为小时,tout≥1/6;ΔPabatt为角型三相串联式光伏电站启动功率值Pqd与A相交流串联单元中功率模块入功率值之和的差值;ΔPbbatt为角型三相串联式光伏电站启动功率值Pqd与B相交流串联单元中功率模块入功率值之和的差值;t10为ΔPabatt和ΔPabatt功率输出时间,单位为小时,t10≥1/6;

当判断(Pabatt+Pbbatt+Pcbatt)tout<(ΔPabatt+ΔPbbatt)t10,星角型并网平衡控制器仍控制交流接触器处于常闭状态,角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式,即:A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的首、末输出端短路,与并网点断开,即:A相交流串联单元的首输出端和末输出端,通过交流接触器的动点与常闭点接通,与常开点断开;B相交流串联单元的首输出端和末输出端,通过交流接触器的动点与常闭点接通,与常开点断开;C相交流串联单元的首输出端和末输出端,通过交流接触器的动点与常闭点接通、与常开点断开;

星角型并网平衡控制器分别控制A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的第一功率模块到第n-1个功率模块,在第n-1个功率模块与第n功率模块的连接端,经第n功率模块的输出端,分别通过对应的E_AB、E_BC、E_CA储能电池组双向输入、输出端反向对E_AB、E_BC、E_CA储能电池组充电。

4.按照权利要求2或3所述的角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法,其特征在于,所述的第二步中,将:

A相交流串联单元中功率模块A1、A2、……、An-1输入功率值Pia1、Pia2、......、Pian-1、

B相交流串联单元中功率模块B1、B2、……、Bn-1输入功率值Pib1、Pib2、......、Pibn-1、

C相交流串联单元中功率模块C1、C2、……、Cn-1输入功率值Pic1、Pic2、......、Picn-1

代入式(4)、式(5)和式(6)中得:

Pia1+Pia2+、......、+Pian-1=Ias(Ua1+Ua2+、....、+Uan-1) (7)

Pib1+Pib2+、......、+Pibn-1=Ibs(Ub1+Ub2+、......、+Ubn-1) (8)

Pic1+Pic2+、......、+Picn-1=Ics(Uc1+Uc2+、......、+Ucn-1) (9)

式中,Ua1、Ua2,......,Uan-1、Uan为A相交流串联单元中的功率模块A1、A2,......,An-1、An的输出电压,Ub1、Ub2,......,Ubn-1、Ubn为B相交流串联单元中功率模块B1、B2,......,Bn-1、Bn的输出电压,Uc1、Uc2,......,Ucn-1、Ucn为C相交流串联单元中功率模块C1、C2,......,Cn-1、Cn的输出电压;

由于E_AB储能电池组、E_BC储能电池组和E_CA储能电池组的充电电压范围为Ubatt_min≤Ubatt≤Ubatt_max,令A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的输出电流Ias、Ibs、Ics等于E_AB储能电池组、E_BC储能电池组、和E_CA储能电池组对应的充电电流Iabatt、Ibbatt、Icbatt,即:Ias=Iabatt、Ibs=Ibbatt、Ics=Icbatt;

其中,Ubatt_max为储能电池组最高充电电压值;Ubatt_min为储能电池组最低充电电压值;Ubatt为储能电池组充电电压值;Iabatt、Ibbatt、Icbatt分别为A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元对E_AB储能电池组、E_BC储能电池组及E_CA储能电池组充电电流值;

依据E_AB储能电池组的输入功率Pabatt、E_BC储能电池组的输入功率Pbbatt和E_CA储能电池组的输入功率Pcbatt、输入电压Ubatt及功率模块隔离变压器变比η,分别计算出A相交流串联光伏单元、B相交流串联光伏单元、C相交流串联光伏单元的第一台至第n-1台功率模块串联输出电压值:

由于:

Pabatt=Ubatt×Iabatt=∑Pian-1、

Pbbatt=Ubatt×Ibbatt=∑Pibn-1、

Pcbatt=Ubatt×Icbatt=∑Picn-1

和:

Ubatt×η=∑Uan-1、

Ubatt×η=∑Ubn-1、

Ubatt×η=∑Ucn-1,

可知:

∑Uan-1=∑Ubn-1=∑Ucn-1=η×Ubatt,

所以:

Pabatt=Ias×∑Uan-1/η (10);

Pbbatt=Ibs×∑Ubn-1/η (11);

Pcbatt=Ics×∑Ucn-1/η (12)

分别将式(10)、式(11)、式(12)对应代入式(4)、式(5)、式(6),得:

∑Uan-1=η(Pia1+Pia2+、......、+Pian-1)/Ias (13);

∑Ubn-1=η(Pib1+Pib2+、......、+Pibn-1)/Ibs (14);

∑Ucn-1=η(Pic1+Pic2+、......、+Picn-1)/Ics (15);

由此,星角型并网平衡控制器分别控制三相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压分配值,分别为:

A相:

Ua1=η×Pia1/Ias、Ua2=η×Pia2/Ias、……、Uan-1=η×Pian-1/Ias;

B相:

Ub1=η×Pib1/Ibs、Ub2=η×Pib2/Ibs、……、Ubn-1=η×Pibn-1/Ibs;

C相:

Uc1=η×Pic1/Ics、Uc2=η×Pic2/Ics、……、Ucn-1=η×Picn-1/Ics;

由于受储能电池组的充电电压范围所限,所以A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压值范围如下:

η×Ubatt_min≤∑Uan-1<η×Ubatt_max;

η×Ubatt_min≤∑Ubn-1<η×Ubatt_max;

η×Ubatt_min≤∑Ucn-1<η×Ubatt_max。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1