一种基于带光储系统电力电子变压器的控制装置和控制方法

本发明公开了一种基于带光储系统电力电子变压器的控制装置和控制方法，包括模块化电力电子变压器、光伏发电系统、储能系统，模块化电力电子变压器包括输入级、隔离级和输出级，输出级包括低压直流母线，光伏发电系统采用一个Buck‑boost变换器与低压直流母线相连，并采用扰动发实现最大功率追踪，储能系统采用一个三重化的变换器与低压直流母线相连，并采用一种储能系统的协调控制。本发明通过储能系统的协调控制提高了含电力电子变压器的配电网的供电可靠性，以及提高电网对新能源的接纳能力，降低间隙性分布式新能源对电网的影响，减少了弃光概率。

1.一种基于带光储系统电力电子变压器的控制装置，其特征在于：包括模块化电力电子变压器和连接在模块化电力电子变压器输出级的光伏发电系统和储能系统；模块化电力电子变压器包括输入级、隔离级、输出级，输入级采用MMC模块的电压源型变换器，每一个MMC模块由半桥结构和电容组成，输入级三相变压器的每一个上下桥臂各有4个MMC模块，隔离级采用三个H桥级联，输出级包括低压直流母线，输出级采用三电平电压源型变换器，其每个桥臂采用二极管箝位方式连接；光伏发电系统通过Buck-boost变换器连接到低压直流母线，并采用扰动法实现最大功率追踪；储能系统通过三重化DC/DC变换器连接到低压直流母线。
2.根据权利要求1所述的一种基于带光储系统电力电子变压器的控制装置的控制方法，其特征在于：当电网电压正常时，低压直流母线的电压由模块化电力电子变压器支撑，储能系统采用定充放电功率的控制方法，其给定量随光伏出力的变换而变化，其控制目标是保持光储出力稳定，当电网侧发生电压深度跌落后，会引起模块化电力电子变压器的低压直流母线失压，此时储能系统的变流器采用定直流电压的控制方法，为直流母线提供电压支撑，在两种控制方法之间平滑切换，通过协调控制以实现光储互补和应对电压深度跌落的功能。
3.根据权利要求1所述的一种基于带光储系统电力电子变压器的控制装置的控制方法，其特征在于：定充放电功率的控制方法是一种电流闭环控制方法，其控制步骤是：将功率指令转换为电流指令，将得到的电流指令平均分为3份，再分别采集到的三路电感电流作差，得到的误差信号经过PI控制器后加上电池电压，最后与直流侧电压比较获得PWM信号的参考值，其中第一路信号直接送给峭壁，第二路信号经过1/3个开关周期的延迟后送给峭壁，第三路信号经过2/3的开关周期延迟后送给桥臂。
4.根据权利要求1所述的一种基于带光储系统电力电子变压器的控制装置的控制方法，其特征在于：定直流电压控制方法是一种电压电流双闭环控制方法，其控制步骤是：指令电压作为电压外环的给定信号，给定电压与所测量的直流电压信号作差后经过PI控制器作为电流内环的给定信号，将得到的电流指令平均分为3份，再分别采集到的三路电感电流作差，得到的误差信号经过PI控制器后加上电池电压前馈，最后与直流侧电压比较获得PWM信号的参考值，其中第一路信号直接送给峭壁，第二路信号经过1/3个开关周期的延迟后送给峭壁，第三路信号经过2/3的开关周期延迟后送给桥臂。