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专利号: 2016101793071
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于风光互补发电系统的控制方法,其特征在于:风光互补发电系统包括双馈风力发电机、背靠背变流器、升压变压器、超级电容储能装置、电池储能装置、并网开关、控制模块,以及分别与控制模块相连接的第一Buck-boost双向DC/DC变换器、电压检测装置、电流检测装置、低通滤波器、第二Buck-boost双向DC/DC变换器、并网控制器,双馈风力发电机依次串联背靠背变流器、升压变压器与外电网输入端相连,背靠背变流器包括机侧变流器、网侧变流器,以及与机侧变流器、网侧变流器相并联的电容;其特征在于:还包括光伏电池板和Boost升压变换器,光伏电池板经Boost升压变换器与背靠背变流器中的直流环节相并联;超级电容储能装置经第一Buck-boost双向DC/DC变换器与背靠背变流器中的直流环节相并联;电压检测装置的检测端和电流检测装置的检测端分别与所述网侧 变流器面向升压变压器一侧的并网结点相连接;电池储能装置经第二Buck-boost双向DC/DC变换器与背靠背变流器中的直流环节相并联;并网控制器与并网开关相连接,并网开关设置在所述电压检测装置、电流检测装置所连并网结点与所述升压变压器之间,并网开关用于控制该并网结点与升压变压器之间电路的通断;所述控制方法和内网调节控制方法;其中,平滑功率波动控制方法,包括如下步骤:步骤a01.根据风光互补发电系统的发电功率历史数据获得发电功率预测值,然后进入步骤a02;

步骤a02.将发电功率预测值经所述低通滤波器获得发电功率参考值,并将发电功率参考值发送至所述控制模块当中,然后进入步骤a03;

步骤a03.通过所述电压检测装置、电流检测装置分别实时获得其所连并网节点位置的电压值、电流值,并实时将所获电压值、电流值发送至控制模块当中,然后进入步骤a04;

步骤a04.控制模块根据实时所接收到的电压值、电流值,实时获得实际发电功率值,并针对实际发电功率值与发电功率参考值进行实时判断,实时作出相应操作,其中,若实际发电功率值大于发电功率参考值,则进入步骤a05;若实际发电功率值小于发电功率参考值,则进入步骤a06;若实际发电功率值等于发电功率参考值,则不做任何进一步操作;

步骤a05.控制模块向与之相连的第一Buck-boost双向DC/DC变换器发送控制指令,控制超级电容储能装置经第一Buck-boost双向DC/DC变换器,由所述背靠背变流器中的直流环节取电进行充电操作,实现平滑功率波动控制;

步骤a06.控制模块向与之相连的第一Buck-boost双向DC/DC变换器发送控制指令,控制超级电容储能装置经第一Buck-boost双向DC/DC变换器,向所述背靠背变流器中的直流环节进行放电操作,实现平滑功率波动控制;

内网调节控制方法,包括如下步骤:

步骤b01.根据风光互补发电系统内网的负荷功率历史数据,获得风光互补发电系统内网日前24小时内的负荷功率预测曲线,并发送至控制模块当中;

同时,将日前24小时内发电功率预测值经所述低通滤波器,获得日前24小时内发电功率参考值,进而获得日前24小时内发电功率参考值曲线,并将日前24小时内发电功率参考值曲线发送至所述控制模块当中;然后进入步骤b02;

步骤b02.控制模块以所获内网负荷功率预测曲线与发电功率参考值曲线之差作为被积函数,以日前24小时内,由0时开始至内网负荷功率预测曲线与实际发电功率曲线最后一次相等时所对应时间点之间的时间长度为积分周期进行积分运算,并针对积分结果进行判断,若积分结果为负,则进入步骤b03,若积分结果为正,则进入步骤b08;

步骤b03.控制模块以步骤b02中的被积函数,以日前24小时内,由1时开始至内网负荷功率预测曲线与实际发电功率曲线最后一次相等时所对应时间点之间的时间长度为积分周期进行积分运算,并获得积分结果的绝对值,即待调度电能,然后控制模块根据待调度电能,获得所述电池储能装置以最大充电功率充电获得待调度电能的充电时间t,并进入步骤b04;

步骤b04.控制模块经并网控制器控制并网开关连通,接着控制模块经所述第二Buck-boost双向DC/DC变换器控制电池储能装置,以最大充电功率由外电网充电t时长,然后控制模块经并网控制器控制并网开关断开,再进入步骤b05;

步骤b05.控制模块根据所述电压检测装置、电流检测装置分别针对并网节点的检测,获取风光互补发电系统经所述平滑功率波动控制后的实际发电功率,并与内网负荷功率进行差值运算,获得差值,接着判断该差值的绝对值是否大于电池储能装置的最大充放电功率,是则进入步骤b06;否则进入步骤b07;

步骤b06.针对该差值进行判断,若该差值大于0,则控制模块经所述第二Buck-boost双向DC/DC变换器控制电池储能装置,以最大充电功率,由内网获取电能进行充电,并返回步骤b05;若该差值小于0,则控制模块经所述第二Buck-boost双向DC/DC变换器控制电池储能装置,以最大放电功率,向内网进行放电,并返回步骤b05;若该差值为0,则控制模块不做进一步操作,并返回步骤b05;

步骤b07.针对该差值进行判断,若该差值大于0,则控制模块经所述第二Buck-boost双向DC/DC变换器控制电池储能装置,以该差值作为充电功率,由内网获取电能进行充电,并返回步骤b05;若该差值小于0,则控制模块经所述第二Buck-boost双向DC/DC变换器控制电池储能装置,以该差值作为放电功率,向内网进行放电,并返回步骤b05;若该差值为0,则控制模块不做任何进一步操作,并返回步骤b05;

步骤b08.判断该积分结果是否大于预设产能阈值,是则进入步骤b09;否则进入步骤b05;

步骤b09.控制模块根据所述电压检测装置、电流检测装置分别针对并网节点的检测,获取风光互补发电系统经所述平滑功率波动控制后的实际发电功率,并与内网负荷功率进行差值运算,获得差值,然后进入步骤b10;

步骤b10.判断内网和外电网的负荷高峰是否来临,是则进入步骤b14;否则进入步骤b11;

步骤b11.判断该差值的绝对值是否大于电池储能装置的最大充放电功率,是则进入步骤b12;否则进入步骤b13;

步骤b12.针对该差值进行判断,若该差值大于0,则控制模块经所述第二Buck-boost双向DC/DC变换器控制电池储能装置,以最大充电功率,由内网获取电能进行充电,并返回步骤b09;若该差值小于0,则控制模块经所述第二Buck-boost双向DC/DC变换器控制电池储能装置,以最大放电功率,向内网进行放电,并返回步骤b09;若该差值为0,则控制模块不做进一步操作,并返回步骤b09;

步骤b13.针对该差值进行判断,若该差值大于0,则控制模块经所述第二Buck-boost双向DC/DC变换器控制电池储能装置,以该差值作为充电功率,由内网获取电能进行充电,并返回步骤b09;若该差值小于0,则控制模块经所述第二Buck-boost双向DC/DC变换器控制电池储能装置,以该差值作为放电功率,向内网进行放电,并返回步骤b09;若该差值为0,则控制模块不做任何进一步操作,并返回步骤b09;

步骤b14.控制模块在内网和外电网的负荷高峰时,经所述第二Buck-boost双向DC/DC变换器控制电池储能装置,以该差值作为放电功率,向内网进行放电,同时控制模块经并网控制器控制并网开关连通,并经第二Buck-boost双向DC/DC变换器控制电池储能装置,以其最大放电功率减去其向内网放电功率所得的放电功率值,向外电网进行放电,并返回步骤b09。