一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法及系统

1.本发明涉及光储均衡运行控制技术领域，具体为一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法及系统。


背景技术：

[0002][0006]
现有的运行控制系统当晾晒房光伏电池板数量庞大时，级联h桥多电平变换器有希望成为大规模并网光伏系统的主流变换器；然而传统的级联h桥不能保证内部模块和相位的功率均衡，导致微电网的电流不匹配；因此，级联h桥多电平变换器与交错boost全桥llc三端口dc/dc隔离型变换器被用来解决不均衡问题。忽略变换器损耗，由于传统的拓扑不包括公共直流母线，不均衡的光伏阵列发电功率ppv,a1
……
ppv,cn，均流入h桥模块。因此，功率不均衡问题依然存在，除非所有光伏阵列模块的发电功率相同。
[0007]
因此，急需对此缺点进行改进，本发明则是针对现有的结构及不足予以研究改良，提供有一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法及系统。


技术实现要素：

[0008]
本发明的目的在于提供一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0009]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法，包括：
[0010]
s1：传统级联h桥光伏系统变换器拓扑结构构建：
[0011]
通过多块光伏电池串并联构成光伏列阵，再经单向dc/dc换器直接并联在微电网的直流母线上，向微电网提供主要的电能，将储能系统中的蓄电池分为若干组通过双向dc/dc变换器分别接在直流母线上，每一相包括n个串联的逆变器模块，且每个逆变器模块包含两级电能变换部分；
[0012]
s2：ib-fbllc dc/dc变换器的拓扑结构构建：
[0013]
三端ib-fbllc变换器包括一个交错boost阶段，由电感ldc1和ldc2、四个开关和全桥llc谐振部分；
[0014]
s3：三相级联h桥光伏系统功率均衡：
[0015]
采用3n个逆变器模块#a1,
……
,#cn，并通过ib-fbllc变换器接入直流母线，而ib-fbllc变换器可重新分配功率，以保证h桥的功率均衡分配，且h桥输出功率ph的计算公式如下：
[0016]
ph＝(p
pv，a1
+...+p
pv，cn
)/(3n)；
[0017]
s4：其他能量通过lvs被传输到三端dc/dc变换器的低压端口，并网级联h桥变换器构建控制。
[0018]
进一步的，所述s1步骤中第一级电能变换部分为光伏子组件，包括光伏阵列板和
fbllc dc/dc变换器拓扑图；
[0037]
图5为本发明一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法及系统的功率均衡策略原理图；
[0038]
图6为本发明一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法及系统的并网级联h桥变换器的控制框图。
具体实施方式
[0039]
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0040]
如图1-图6所示，一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法，包括：
[0041]
s1：传统级联h桥光伏系统变换器拓扑结构构建：
[0042]
通过多块光伏电池串并联构成光伏列阵，再经单向dc/dc换器直接并联在微电网的直流母线上，向微电网提供主要的电能，将储能系统中的蓄电池分为若干组通过双向dc/dc变换器分别接在直流母线上，每一相包括n个串联的逆变器模块，且每个逆变器模块包含两级电能变换部分；
[0043]
s2：ib-fbllc dc/dc变换器的拓扑结构构建：
[0044]
三端ib-fbllc变换器包括一个交错boost阶段，由电感ldc1和ldc2、四个开关和全桥llc谐振部分；
[0045]
s3：三相级联h桥光伏系统功率均衡：
[0046]
采用3n个逆变器模块#a1,
……
,#cn，并通过ib-fbllc变换器接入直流母线，而ib-fbllc变换器可重新分配功率，以保证h桥的功率均衡分配，且h桥输出功率ph的计算公式如下：
[0047]
ph＝(p
pv，a1
+...+p
pv，cn
)/(3n)；
[0048]
s4：其他能量通过lvs被传输到三端dc/dc变换器的低压端口，并网级联h桥变换器构建控制。
[0049]
s1步骤中第一级电能变换部分为光伏子组件，包括光伏阵列板和一个单相的隔离型dc/dc变换器。
[0050]
s1步骤中第二级电能变换部分为dc/ac的h桥，每一级dc/dc变换器与m个光伏电池板相连。
[0051]
s2步骤中ib-fbllc dc/dc变换器的拓扑结构与传统级联h桥光伏系统变换器拓扑结构类似，且ib-fbllc dc/dc变换器中，逆变器也包含光伏模块和第二级的h桥模块。
[0052]
s2步骤中四个开关分别为q1、q2、q3和q4。
[0053]
s3步骤中忽略变换器损耗，由于传统的拓扑不包括公共直流母线，不均衡的光伏阵列发电功率ppv,a1
……
ppv,cn，均流入h桥模块导致功率不均衡，除非所有光伏阵列模块的发电功率相同。
[0054]
s3步骤中当光伏阵列#a1的输出功率更大时，为保证h桥输出功率等于ph，额外的功率p
δ，a1
会被传输到公共直流母线端和光伏阵列输出功率p
δ，cn
更少的#cn端。
[0055]
s3步骤中额外的功率p
δ，a1
与光伏阵列输出功率p
δ，cn
的计算公式如下：
[0056]
p
a，a1
＝p
pv，a1-ph，
[0057]
p
acn
＝p
h-p
pv，cn
。
[0058]
s1步骤中根据光伏分布式发电装置输出功率、负载消耗功率、储能电池充放电状态等条件，将智能变压器能量流动分为五个工作模态。
[0059]
如图1-图6所示，一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制系统，包括：
[0060]
光伏列阵，用于收集光能并将其转化为电能，向微电网提供主要的电能；
[0061]
逆变器模块，通过ib-fbllc变换器接入直流母线，用于重新分配功率，保证h桥的功率均衡分配；
[0062]
lvs模块，用于其他能量的传输，将其他能量传输到三端dc/dc变换器的低压端口
[0063]
综上，结合图1-图6所示，该基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法及系统的工作原理如下：
[0064]
s1：传统级联h桥光伏系统变换器拓扑结构构建：
[0065]
通过多块光伏电池串并联构成光伏列阵，再经单向dc/dc换器直接并联在微电网的直流母线上，向微电网提供主要的电能，将储能系统中的蓄电池分为若干组通过双向dc/dc变换器分别接在直流母线上，每一相包括n个串联的逆变器模块，且每个逆变器模块包含两级电能变换部分；其中，第一级电能变换部分为光伏子组件，包括光伏阵列板和一个单相的隔离型dc/dc变换器；第二级电能变换部分为dc/ac的h桥，每一级dc/dc变换器与m个光伏电池板相连；
[0066]
根据光伏分布式发电装置输出功率、负载消耗功率、储能电池充放电状态等条件，将智能变压器能量流动分为五个工作模态
[0067]
s2：ib-fbllc dc/dc变换器的拓扑结构构建：
[0068]
三端ib-fbllc变换器包括一个交错boost阶段，由电感ldc1和ldc2、四个开关和全桥llc谐振部分；其中，ib-fbllc dc/dc变换器的拓扑结构与传统级联h桥光伏系统变换器拓扑结构类似，且ib-fbllc dc/dc变换器中，逆变器也包含光伏模块和第二级的h桥模块；四个开关分别为q1、q2、q3和q4；
[0069]
s3：三相级联h桥光伏系统功率均衡：
[0070]
采用3n个逆变器模块#a1,
……
,#cn，并通过ib-fbllc变换器接入直流母线，而ib-fbllc变换器可重新分配功率，以保证h桥的功率均衡分配，且h桥输出功率ph的计算公式如下：
[0071]
ph＝(p
pv，a1
+...+p
pv，cn
)/(3n)；
[0072]
忽略变换器损耗，由于传统的拓扑不包括公共直流母线，不均衡的光伏阵列发电功率ppv,a1
……
ppv,cn，均流入h桥模块导致功率不均衡，除非所有光伏阵列模块的发电功率相同；
[0073]
s4：其他能量通过lvs被传输到三端dc/dc变换器的低压端口，并网级联h桥变换器构建控制；其中，当光伏阵列#a1的输出功率更大时，为保证h桥输出功率等于ph，额外的功率p
δ，a1
会被传输到公共直流母线端和光伏阵列输出功率p
δ，cn
更少的#cn端，额外的功率p
δ，a1
与光伏阵列输出功率p
δ，cn
的计算公式如下：
[0074][0075]
本发明通过智能变压器与改进型级联h桥变换器，控制晾晒房光储系统的功率均
衡引入的智能变压器系统，全方位连接了中压电网，光伏分布式电站、负载、储能，提供多个等级的直流母线电压，可灵活的根据不同设备的输出和消耗功率，灵活的控制功率流向；此外，改进了传统级联h桥变换器的拓扑，均衡化不同光伏阵列的输出功率。
[0076]
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

技术特征：
1.一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法，其特征在于，包括：s1：传统级联h桥光伏系统变换器拓扑结构构建：通过多块光伏电池串并联构成光伏列阵，再经单向dc/dc换器直接并联在微电网的直流母线上，向微电网提供主要的电能，将储能系统中的蓄电池分为若干组通过双向dc/dc变换器分别接在直流母线上，每一相包括n个串联的逆变器模块，且每个逆变器模块包含两级电能变换部分；s2：ib-fbllc dc/dc变换器的拓扑结构构建：三端ib-fbllc变换器包括一个交错boost阶段，由电感ldc1和ldc2、四个开关和全桥llc谐振部分；s3：三相级联h桥光伏系统功率均衡：采用3n个逆变器模块#a1,
……
,#cn，并通过ib-fbllc变换器接入直流母线，而ib-fbllc变换器可重新分配功率，以保证h桥的功率均衡分配，且h桥输出功率ph的计算公式如下：p
h
＝(p
pv，a1
+...+p
pv，cn
)/(3n)；s4：其他能量通过lvs被传输到三端dc/dc变换器的低压端口，并网级联h桥变换器构建控制。2.根据权利要求1所述的一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法，其特征在于，所述s1步骤中第一级电能变换部分为光伏子组件，包括光伏阵列板和一个单相的隔离型dc/dc变换器。3.根据权利要求1所述的一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法，其特征在于，所述s1步骤中第二级电能变换部分为dc/ac的h桥，每一级dc/dc变换器与m个光伏电池板相连。4.根据权利要求1所述的一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法，其特征在于，所述s2步骤中ib-fbllc dc/dc变换器的拓扑结构与传统级联h桥光伏系统变换器拓扑结构类似，且ib-fbllc dc/dc变换器中，逆变器也包含光伏模块和第二级的h桥模块。5.根据权利要求1所述的一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法，其特征在于，所述s2步骤中四个开关分别为q1、q2、q3和q4。6.根据权利要求1所述的一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法，其特征在于，所述s3步骤中忽略变换器损耗，由于传统的拓扑不包括公共直流母线，不均衡的光伏阵列发电功率ppv,a1
……
ppv,cn，均流入h桥模块导致功率不均衡，除非所有光伏阵列模块的发电功率相同。7.根据权利要求1所述的一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法，其特征在于，所述s3步骤中当光伏阵列#a1的输出功率更大时，为保证h桥输出功率等于ph，额外的功率p
δ，a1
会被传输到公共直流母线端和光伏阵列输出功率p
δ，cn
更少的#cn端。8.根据权利要求1所述的一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法，其特征在于，所述s3步骤中额外的功率p
δ，a1
与光伏阵列输出功率p
δ，cn
的计算公式如下：9.根据权利要求1所述的一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法，其特
征在于，所述s1步骤中根据光伏分布式发电装置输出功率、负载消耗功率、储能电池充放电状态等条件，将智能变压器能量流动分为五个工作模态。10.一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制系统，其特征在于，包括：光伏列阵，用于收集光能并将其转化为电能，向微电网提供主要的电能；逆变器模块，通过ib-fbllc变换器接入直流母线，用于重新分配功率，保证h桥的功率均衡分配；lvs模块，用于其他能量的传输，将其他能量传输到三端dc/dc变换器的低压端口。

技术总结
本发明公开了一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法及系统，涉及光储均衡运行控制技术领域，包括：S1：传统级联H桥光伏系统变换器拓扑结构构建；S2：IB-FBLLC DC/DC变换器的拓扑结构构建；S3：三相级联H桥光伏系统功率均衡；S4：并网级联H桥变换器构建控制。该一种基于移动晾晒房的大规模光储均衡运行控制方法及系统，通过智能变压器与改进型级联H桥变换器，控制晾晒房光储系统的功率均衡引入的智能变压器系统，全方位连接了中压电网，光伏分布式电站、负载、储能，提供多个等级的直流母线电压，可灵活的根据不同设备的输出和消耗功率，灵活的控制功率流向；此外，改进了传统级联H桥变换器的拓扑，均衡化不同光伏阵列的输出功率。输出功率。输出功率。


技术研发人员：樊小朝 史瑞静 徐立军 李文亮 蒋甲丁 秦永峰 尤建平 李希 谢昌润 晋青云
受保护的技术使用者：新疆工程学院
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/8/28