本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，尤其涉及一種光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、分布式光伏發(fā)電設(shè)備可通過并網(wǎng)逆變器經(jīng)由交流母線接入電網(wǎng)系統(tǒng)，從而為電網(wǎng)系統(tǒng)供電。但由于分布式光伏發(fā)電設(shè)備為靜止元件，不存在類似同步發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)特性，因此分布式光伏發(fā)電設(shè)備接入電網(wǎng)后會(huì)出現(xiàn)失去旋轉(zhuǎn)功能、能量?jī)?chǔ)備減少以及威脅電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性等問題。

2、為了克服上述問題，通常引入虛擬同步發(fā)電機(jī)(virtual?synchronousgenerator，vsg)，用于模擬同步發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)特性，使得分布式光伏發(fā)電設(shè)備的電力電子接口具備更好的阻尼和慣性，從而為電網(wǎng)系統(tǒng)提供更好的穩(wěn)定性。

3、vsg實(shí)質(zhì)上是利用虛擬慣量和阻尼系數(shù)，令傳統(tǒng)的并網(wǎng)逆變器具有發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)特性的控制策略，但由于分布式光伏發(fā)電設(shè)備具有不確定性的特點(diǎn)，且自身不能產(chǎn)生類似發(fā)電機(jī)的慣性和阻尼，因此需要在直流側(cè)配備儲(chǔ)能單元并設(shè)定相應(yīng)的慣性系數(shù)，從而提供虛擬慣量和阻尼系數(shù)。

4、相關(guān)技術(shù)中，通常在光伏發(fā)電設(shè)備的直流側(cè)設(shè)置單一的儲(chǔ)能設(shè)備，并設(shè)置固定的慣性系數(shù)，用于消納交流母線上的功率變化量，以維持電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定。然而，交流母線上的功率變化量具有實(shí)時(shí)隨機(jī)變化的特點(diǎn)，而單一的儲(chǔ)能設(shè)備以及固定的慣性系數(shù)的實(shí)時(shí)性和靈活性較差，無法滿足實(shí)時(shí)隨機(jī)變化的特點(diǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致無法有效保障電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法及裝置，以解決相關(guān)技術(shù)中的控制方法無法有效保障電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定的問題。

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法，應(yīng)用于光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)包括儲(chǔ)能電池單元和超級(jí)電容單元；所述方法包括：

3、分別獲取光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)交流側(cè)的頻率變化量和頻率變化率；

4、基于所述頻率變化量和動(dòng)態(tài)慣性系數(shù)，確定儲(chǔ)能電池單元的期望電池功率變化量，并按照所述期望電池功率變化量控制所述儲(chǔ)能電池單元運(yùn)行，以使儲(chǔ)能電池單元消納因所述頻率變化量引起的低頻功率變化量；所述動(dòng)態(tài)慣性系數(shù)的取值由所述頻率變化率和所述頻率變化量確定；

5、基于所述頻率變化率，確定超級(jí)電容單元的期望電容功率變化量，并按照所述期望電容功率變化量控制所述超級(jí)電容單元運(yùn)行，以使超級(jí)電容單元消納因所述頻率變化率引起的高頻功率變化量。

6、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述動(dòng)態(tài)慣性系數(shù)的取值的確定過程，包括：

7、根據(jù)所述頻率變化率確定角速度變化率，并根據(jù)所述頻率變化量確定角速度變化量；

8、根據(jù)確定所述動(dòng)態(tài)慣性系數(shù)的取值；

9、其中，k表示動(dòng)態(tài)慣性系數(shù)，k0表示預(yù)設(shè)慣性系數(shù)值，kω1和kω2表示慣性調(diào)節(jié)系數(shù)，表示角速度變化率，δω表示角速度變化量，tω表示預(yù)設(shè)閾值。

10、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述預(yù)設(shè)慣性系數(shù)值的確定過程包括：

11、獲取所述儲(chǔ)能電池單元的阻尼比的取值；

12、根據(jù)確定所述預(yù)設(shè)慣性系數(shù)值；

13、其中，ξ表示阻尼比的取值，d表示虛擬阻尼系數(shù)，ω0表示虛擬同步發(fā)電機(jī)的額定電角速度，xf表示交流線路等效電抗，ωg表示虛擬同步發(fā)電機(jī)的同步角速度，k0表示所述預(yù)設(shè)慣性系數(shù)值，wbat表示儲(chǔ)能電池單元存儲(chǔ)的能量，e表示虛擬同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁輸出三相參考電壓幅值，u表示電網(wǎng)側(cè)電壓實(shí)際值。

14、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于所述頻率變化量和動(dòng)態(tài)慣性系數(shù)，確定儲(chǔ)能電池單元的期望電池功率變化量，包括：

15、根據(jù)所述頻率變化量，確定角速度變化量；

16、根據(jù)確定所述期望電池功率變化量；

17、其中，δpbat表示所述期望電池功率變化量，k表示所述動(dòng)態(tài)慣性系數(shù)，wbat表示所述儲(chǔ)能電池單元存儲(chǔ)的能量，ωg表示虛擬同步發(fā)電機(jī)的同步角速度，δω表示角速度變化量。

18、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于所述頻率變化率，確定超級(jí)電容單元的期望電容功率變化量，包括：

19、根據(jù)確定超級(jí)電容單元的期望電容功率變化量；

20、其中，δpsc表示所述期望電容功率變化量，j表示虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ω0表示虛擬同步發(fā)電機(jī)的額定電角速度，表示角速度變化率的暫態(tài)變化值。

21、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，按照所述期望電容功率變化量控制所述超級(jí)電容單元運(yùn)行，包括：

22、根據(jù)所述期望電容功率變化量，確定光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)直流側(cè)的電壓偏差值；

23、獲取光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)直流側(cè)的直流母線電壓，并基于所述直流母線電壓和所述電壓偏差值進(jìn)行比例積分控制，得到超級(jí)電容單元的期望輸出電流；

24、獲取超級(jí)電容單元的實(shí)際輸出電流，并基于所述期望輸出電流和所述實(shí)際輸出電流進(jìn)行比例積分控制，得到電容控制信號(hào)；所述電容控制信號(hào)用于控制超級(jí)電容單元按照所述期望電容功率變化量運(yùn)行。

25、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述期望電容功率變化量，確定光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)直流側(cè)的電壓偏差值，包括：

26、根據(jù)確定光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)直流側(cè)的電壓偏差值；

27、其中，δu表示所述電壓偏差值，δpsc表示所述期望電容功率變化量，udc表示所述直流母線電壓，c表示超級(jí)電容單元的電容值，表示角速度變化率的暫態(tài)變化值，δω表示角速度變化量。

28、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，按照所述期望電池功率變化量控制所述儲(chǔ)能電池單元運(yùn)行，包括：

29、獲取儲(chǔ)能電池單元電壓，根據(jù)所述期望電池功率變化量和所述儲(chǔ)能電池單元電壓，確定所述儲(chǔ)能電池單元的期望電流；

30、獲取所述儲(chǔ)能電池單元的實(shí)際電流，基于所述實(shí)際電流和所述期望電流進(jìn)行比例積分控制，得到電池控制信號(hào)；所述電池控制信號(hào)用于控制儲(chǔ)能電池單元按照所述期望電池功率變化量運(yùn)行。

31、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制裝置，應(yīng)用于光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)包括儲(chǔ)能電池單元和超級(jí)電容單元；所述裝置包括：

32、獲取模塊，用于分別獲取光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)交流側(cè)的頻率變化量和頻率變化率；

33、電池控制模塊，用于基于所述頻率變化量和動(dòng)態(tài)慣性系數(shù)，確定儲(chǔ)能電池單元的期望電池功率變化量，并按照所述期望電池功率變化量控制所述儲(chǔ)能電池單元運(yùn)行，以使儲(chǔ)能電池單元消納因所述頻率變化量引起的低頻功率變化量；所述動(dòng)態(tài)慣性系數(shù)的取值由所述頻率變化率和所述頻率變化量確定；

34、電容控制模塊，用于基于所述頻率變化率，確定超級(jí)電容單元的期望電容功率變化量，并按照所述期望電容功率變化量控制所述超級(jí)電容單元運(yùn)行，以使超級(jí)電容單元消納因所述頻率變化率引起的高頻功率變化量。

35、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電池控制模塊，具體用于：

36、根據(jù)所述頻率變化率確定角速度變化率，并根據(jù)所述頻率變化量確定角速度變化量；

37、根據(jù)確定所述動(dòng)態(tài)慣性系數(shù)的取值；

38、其中，k表示動(dòng)態(tài)慣性系數(shù)，k0表示預(yù)設(shè)慣性系數(shù)值，kω1和kω2表示慣性調(diào)節(jié)系數(shù)，表示角速度變化率，δω表示角速度變化量，tω表示預(yù)設(shè)閾值。

39、本發(fā)明實(shí)施例提供一種光伏混合儲(chǔ)能系統(tǒng)方法及裝置，通過利用儲(chǔ)能電池單元消納因頻率變化量引起的低頻功率變化量，并利用超級(jí)電容單元消納因頻率變化率引起的高頻功率變化量的方式，可以充分利用儲(chǔ)能電池單元能量密度大、超級(jí)電容單元功率密度大的特點(diǎn)，以使儲(chǔ)能電池單元和超級(jí)電容單元共同分擔(dān)交流側(cè)的整體功率變化量，從而快速消納系統(tǒng)功率變化量，以維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定。并且，儲(chǔ)能電池單元基于頻率變化量和頻率變化率動(dòng)態(tài)調(diào)整動(dòng)態(tài)慣性系數(shù)的取值，可使儲(chǔ)能電池單元更靈活地提供慣量支撐，進(jìn)而減少因功率波動(dòng)帶來的損害，從而進(jìn)一步提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。