專利名稱：一種利用超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)控光伏發(fā)電系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以超級(jí)電容器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置時(shí)，在超級(jí)電容器儲(chǔ) 能系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)之間進(jìn)行能量交換的控制方法，屬控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能光伏發(fā)電是太陽(yáng)能利用的一種有效方式，它以輸出電能作為表現(xiàn)形式，具 有使用方便、無(wú)污染、無(wú)噪聲、建設(shè)周期短、規(guī)?？纱罂尚?、可與建筑物相結(jié)合等優(yōu)勢(shì)，是常 規(guī)發(fā)電方式所不可比擬的。但是，光伏發(fā)電一般又具有能量分散、受氣候、季節(jié)等因素影響 較大、且受負(fù)荷波動(dòng)影響較大的特點(diǎn)，致使系統(tǒng)供電持續(xù)性與穩(wěn)定性較差，難以滿足常規(guī)用 電負(fù)載的要求。解決上述問(wèn)題比較有效的辦法是在光伏發(fā)電系統(tǒng)中安裝一定容量的儲(chǔ)能裝 置，利用儲(chǔ)能裝置提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電電能質(zhì)量和運(yùn)行穩(wěn)定性，并實(shí)現(xiàn)平抑峰谷之目 的。目前，國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電系統(tǒng)一般采用蓄電池組作為儲(chǔ)能裝置，當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)能量充 足時(shí)，光伏電源為電力用戶和儲(chǔ)能蓄電池組供電；當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)能量不足或無(wú)法發(fā)電時(shí)，蓄電 池組放電為電力用戶繼續(xù)提供電能。采用蓄電池組進(jìn)行儲(chǔ)能存在一定缺陷，一方面，蓄電池 內(nèi)部存在電化學(xué)反應(yīng)，充放電速度慢，需要配置的蓄電池容量偏大。另一方面，蓄電池充放 電次數(shù)有限，使用壽命短，廢棄的蓄電池會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，經(jīng)常更換蓄電池將使光伏發(fā)電 系統(tǒng)運(yùn)行成本增大；再有，常規(guī)蓄電池儲(chǔ)能裝置在運(yùn)行過(guò)程中可控性能較差，這是因?yàn)槠涑?放電狀態(tài)完全由蓄電池儲(chǔ)能裝置空載端電壓和發(fā)電系統(tǒng)連接處電壓之差來(lái)決定，而蓄電池 輸出電壓會(huì)隨著其運(yùn)行狀態(tài)和壽命的縮短而發(fā)生變化。超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)具有充放電速度快、使用壽命長(zhǎng)和無(wú)環(huán)境污染的優(yōu)點(diǎn)，非常 適合用做光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置。目前，極板為活性炭材料的雙電層電容器獲得實(shí)際應(yīng) 用，由于不存在電介質(zhì)，充電時(shí)為了達(dá)到電化學(xué)平衡，電荷在電極和電解質(zhì)的界面之間自發(fā) 的分配形成陰陽(yáng)離子層，從而達(dá)到保存能量的目的。因充放電時(shí)不進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，只有電 荷的吸附與解吸附，所以充放電功率大、速度快且使用壽命長(zhǎng)。其漏電流非常小，能量?jī)?chǔ)存 時(shí)間長(zhǎng)，綜合效率可達(dá)95%以上，高于超導(dǎo)儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能。將超級(jí)電容器用于光伏發(fā)電系 統(tǒng)穩(wěn)定控制的關(guān)鍵在于超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的控制方法，現(xiàn)有的方法主要 包括直流母線電壓自然控制方法和直流母線電壓PI控制方法。直流母線電壓自然控制方 法充分利用超級(jí)電容器端電壓不能突變的自然特性，將超級(jí)電容器組件直接并聯(lián)在直流母 線上，依靠超級(jí)電容器對(duì)直流母線電壓瞬時(shí)波動(dòng)起到一定的抑制作用。這種方法不能充分 利用超級(jí)電容器的儲(chǔ)能容量，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)控制效果不佳。直流母線電壓PI控 制方法依靠超級(jí)電容器與直流母線間的電能變換器對(duì)直流母線電壓進(jìn)行比例積分控制，但 對(duì)超級(jí)電容器自身運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)節(jié)未提出行之有效的技術(shù)方案。以上方法雖然都可以在一 定程度上提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，但因無(wú)法實(shí)時(shí)獲得光伏發(fā)電系統(tǒng)能量的不平衡 程度，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容器對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的快速、準(zhǔn)確的能量補(bǔ)償。因此，將超級(jí)電 容器儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定控制的關(guān)鍵問(wèn)題集中在超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)和光
3伏發(fā)電系統(tǒng)能量狀態(tài)的描述、實(shí)時(shí)測(cè)量與計(jì)算以及超級(jí)電容器和光伏電網(wǎng)之間能量交換控 制方法等方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷、提供一種能對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)施快速、準(zhǔn)確能 量補(bǔ)償?shù)摹⒗贸?jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)控光伏發(fā)電系統(tǒng)的方法。本發(fā)明所稱問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種利用超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)控光伏發(fā)電系統(tǒng)的方法，它按如下步驟進(jìn)行
a.將帶有超級(jí)電容器組件、雙向電能傳輸控制電路及控制系統(tǒng)的超級(jí)電容器儲(chǔ)能系 統(tǒng)接入光伏發(fā)電系統(tǒng)的電壓中樞點(diǎn)；
b.建立超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的廣義動(dòng)量模型，選取超級(jí)電容器組件端電壓
R作為廣義速度，超級(jí)電容器組件電容值C即為能量慣性參數(shù)，超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)廣義 動(dòng)量模型為巧=CR；
c.建立光伏發(fā)電系統(tǒng)的廣義動(dòng)量模型，選擇光伏發(fā)電系統(tǒng)中樞點(diǎn)母線電壓Up作為
廣義速度，光伏發(fā)電系統(tǒng)等效慣性參數(shù)為q光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義動(dòng)量模型為
F ~ ρKPs l~f Pn
標(biāo)準(zhǔn)電壓；
d.由控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的中樞點(diǎn)母線電壓t/,和超級(jí)電容器組件端電 壓κ ；
e.控制系統(tǒng)將實(shí)時(shí)檢測(cè)的光伏發(fā)電系統(tǒng)中樞點(diǎn)母線電壓力與標(biāo)準(zhǔn)電壓相比較， 當(dāng)偏差超過(guò)允許值時(shí)，計(jì)算光伏發(fā)電系統(tǒng)等效慣性參數(shù)C^,計(jì)算光伏發(fā)電系統(tǒng)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn) 狀態(tài)的廣義動(dòng)量增量對(duì)；
f.控制系統(tǒng)對(duì)超級(jí)電容器組件的端電壓K進(jìn)行調(diào)節(jié)，使超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)提供的 補(bǔ)償動(dòng)量ACTZi)的f值等于光伏發(fā)電系統(tǒng)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的動(dòng)量增量rf(c^ )。本發(fā)明將兩個(gè)能量體以物理學(xué)中廣義動(dòng)量描述體系有機(jī)聯(lián)系在一起，從而使能量 交換的控制過(guò)程更具操作性。它采用高儲(chǔ)能密度、大功率、長(zhǎng)壽命的超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào) 控光伏發(fā)電系統(tǒng)，在建立超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義動(dòng)量模型的基礎(chǔ)上，通
過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)光伏電網(wǎng)中樞點(diǎn)母線電壓^^ ,計(jì)算電網(wǎng)動(dòng)量的變化量，獲得電網(wǎng)能量的不平衡
程度，并實(shí)時(shí)控制超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的補(bǔ)償動(dòng)量。當(dāng)光伏電網(wǎng)中樞點(diǎn)電壓因各種原因引 起電壓質(zhì)量不滿足要求時(shí)，利用超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)與光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生能量碰撞，通過(guò) 碰撞使電網(wǎng)動(dòng)量發(fā)生改變，從而使電網(wǎng)中樞點(diǎn)電壓恢復(fù)到滿足電能質(zhì)量要求的水平。本發(fā) 明不僅能實(shí)時(shí)計(jì)算電網(wǎng)能量的不平衡程度，對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確補(bǔ)償，而且儲(chǔ)能
4裝置運(yùn)行壽命長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。


圖1是本發(fā)明的原理框圖2是控制系統(tǒng)中控制程序流程圖。附圖及文中各標(biāo)號(hào)含義R、超級(jí)電容器組件端電壓，C、超級(jí)電容器組件電容
值，巧、超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)廣義動(dòng)量，tJp、光伏發(fā)電系統(tǒng)中樞點(diǎn)母線電壓，c,、光伏發(fā)
電系統(tǒng)等效慣性參數(shù)，P,光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義動(dòng)量，d(CpUp)、光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義動(dòng)量增量，
d(ClQ、超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)提供的補(bǔ)償動(dòng)量(即超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)廣義動(dòng)量增量)，
、折算系數(shù)，t。、光伏發(fā)電系統(tǒng)中樞點(diǎn)母線標(biāo)準(zhǔn)電壓，T、完整系統(tǒng)的動(dòng)能函數(shù)，巧、廣義速
度，Λ、廣義動(dòng)量廣勢(shì)函數(shù)，i、拉格朗日函數(shù)，〒、超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)能量函數(shù)，I、光 伏發(fā)電系統(tǒng)能量函數(shù)MPPT、光伏電源最大功率跟貯控制裝置，DC/AC、直流-交流變換器。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明主要技術(shù)方案涉及(1)超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)廣義動(dòng)量模型；(2)光伏發(fā) 電系統(tǒng)廣義動(dòng)量模型；(3)采用超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義動(dòng)量補(bǔ)償控制方法。1.超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)廣義動(dòng)量模型
完整系統(tǒng)的動(dòng)能函數(shù)T對(duì)廣義速度巧的偏導(dǎo)數(shù)稱為廣義動(dòng)量，即
若I力勢(shì)函數(shù)，系統(tǒng)的拉格朗日(Lagrange)函數(shù)i為
L = T 一 V
如果系統(tǒng)為保守系統(tǒng)且系統(tǒng)的Lagrange函數(shù)i不顯含時(shí)間t，則廣義動(dòng)量可以寫為
3L
對(duì)于超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)，若能量函數(shù)為？；，可以選取超級(jí)電容器組件端電壓R作為 廣義速度，超級(jí)電容器組件電容值σ即為能量慣性參數(shù)。與之相應(yīng)的超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng) 廣義動(dòng)量模型為
BT
P = = CUe e BTJe e
控制超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)與光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生能量交換，儲(chǔ)能系統(tǒng)從一 種運(yùn)行狀態(tài)變化到另一種運(yùn)行狀態(tài)，與之相互作用的電網(wǎng)因獲得了能量或失去了能量其運(yùn) 行狀態(tài)也會(huì)發(fā)生變化。我們將這一過(guò)程描述為超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)發(fā)生了能量碰撞，在碰撞過(guò)程中總的動(dòng)量保持不變。實(shí)時(shí)測(cè)量超級(jí)電容器組件端電壓R的大小即可快速
計(jì)算出超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的瞬時(shí)動(dòng)量以及一定時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量。2.光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義動(dòng)量模型
光伏發(fā)電系統(tǒng)和常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)不同，它沒(méi)有較大慣性的旋轉(zhuǎn)部件，自然環(huán)境因素及負(fù) 荷擾動(dòng)會(huì)引起光伏供電網(wǎng)電能質(zhì)量下降，特別是光伏電源無(wú)法提供一個(gè)具有恒定電壓特性 的電能。對(duì)于一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，任何時(shí)刻的陽(yáng)光照度變化或負(fù)載變化 均可造成供電電壓的較大變化，其抗擾動(dòng)能力比較差。如果是一個(gè)中等容量的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行光 伏發(fā)電系統(tǒng)，陽(yáng)光照度的變化將引起所聯(lián)電網(wǎng)調(diào)度困難，給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)危害。如果能 夠?qū)⒊?jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)接入這些光伏發(fā)電系統(tǒng)的電壓中樞點(diǎn)，控制好中樞點(diǎn)母線電壓質(zhì) 量即可實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)電壓質(zhì)量的有效控制。該發(fā)明選擇光伏發(fā)電系統(tǒng)中樞點(diǎn)母線電壓作為廣義速度，它既能反映光伏發(fā)
電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)又可方便測(cè)量。基于廣義速度Ui,的光伏發(fā)電系統(tǒng)能量函數(shù)用~表示，
等效慣性參數(shù)采用表示。主要由光伏電網(wǎng)的構(gòu)成形式、設(shè)備參數(shù)以及電網(wǎng)的結(jié)線方 式所決定。與之相應(yīng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義動(dòng)量模型為
97；
P = ^L·= C U ￥ dUp ”
采用霍爾電壓傳感器和程序控制的微處理器可以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)中樞點(diǎn)母線電壓 Up的實(shí)時(shí)測(cè)量，從而可以迅速地計(jì)算出光伏發(fā)電系統(tǒng)的瞬時(shí)動(dòng)量以及一定時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的
變化量。3.采用超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)廣義動(dòng)量補(bǔ)償控制方法
廣義動(dòng)量守恒理論為超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)與光伏發(fā)電系統(tǒng)之間的能量交換控制提供 了可靠依據(jù)。當(dāng)外界環(huán)境因素發(fā)生變化或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，可以認(rèn)為光伏發(fā)電系統(tǒng)與外界 發(fā)生了能量碰撞，系統(tǒng)原來(lái)的平衡狀態(tài)發(fā)生了變化，其動(dòng)量發(fā)生了改變，光伏發(fā)電系統(tǒng)的中
樞點(diǎn)母線電壓也發(fā)生了相應(yīng)的變化，從而影響了供電電壓質(zhì)量。同樣，當(dāng)電網(wǎng)因短路、斷 路等原因引起電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)突然發(fā)生變化時(shí)，等效慣性參數(shù)Ci發(fā)生了變化，系統(tǒng)為維持其
廣義動(dòng)量守恒，^也必然發(fā)生相應(yīng)的變化，可能超出允許供電電壓范圍。為了提高電壓質(zhì)量，該發(fā)明提出采用超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行能 量碰撞的方法，通過(guò)碰撞使光伏電網(wǎng)動(dòng)量發(fā)生改變，使中樞點(diǎn)母線電壓恢復(fù)到滿足電能質(zhì) 量要求的水平。如果光伏電網(wǎng)電壓降低，控制系統(tǒng)快速計(jì)算出電網(wǎng)動(dòng)量缺乏量，同時(shí)計(jì)算出 超級(jí)電容器組件輸出等效大小的補(bǔ)償動(dòng)量需要降低的電壓和時(shí)間并對(duì)超級(jí)電容器儲(chǔ)能系 統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電調(diào)節(jié)。若光伏電網(wǎng)電壓升高，控制系統(tǒng)快速計(jì)算出電網(wǎng)動(dòng)量突升量，同時(shí)計(jì)算出 超級(jí)電容器組件獲得等效大小的動(dòng)量需要升高的電壓和時(shí)間并對(duì)超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn) 行儲(chǔ)能調(diào)節(jié)。參看圖1，圖中對(duì)C^yp表示光伏發(fā)電系統(tǒng)的廣義動(dòng)量變化量，Ci(CiK)表示超級(jí) 電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的廣義動(dòng)量變化量。超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)主要包括儲(chǔ)存能量用的超級(jí)電容
6器組件、雙向電能傳輸控制電路和控制系統(tǒng)。雙向電能傳輸控制電路和控制系統(tǒng)相結(jié)合，可 以控制超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)工作在儲(chǔ)能、發(fā)電或待機(jī)狀態(tài)。控制系統(tǒng)主要包括霍爾電壓傳 感器和程序控制的微處理器等，以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)和超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的計(jì) 算、補(bǔ)償動(dòng)量的計(jì)算和對(duì)超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的控制。運(yùn)行過(guò)程中，控制系統(tǒng)的程序流程如圖2所示?？刂葡到y(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)光伏發(fā)電系統(tǒng) 的中樞點(diǎn)母線電壓U9和超級(jí)電容器組件端電壓R ；當(dāng)U,不滿足供電質(zhì)量要求時(shí)，根據(jù)小
碰撞方法計(jì)算光伏發(fā)電系統(tǒng)的等效慣性參數(shù)C^和電網(wǎng)需要補(bǔ)償?shù)膭?dòng)量，實(shí)時(shí)控制超級(jí)電
容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，使之與光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生動(dòng)量交換，控制電網(wǎng)中樞點(diǎn)母線電壓 運(yùn)行在額定值附近，從而保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。在控制系統(tǒng)的作用 下，雙向電能傳輸控制電路調(diào)節(jié)超級(jí)電容器組件靈活地運(yùn)行在儲(chǔ)能獲得動(dòng)量、發(fā)電釋放動(dòng) 量或待機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。由于超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的動(dòng)量變化過(guò)程完全可以控制，所以光伏電 網(wǎng)的電壓質(zhì)量可以實(shí)現(xiàn)全程實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生變化或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)原來(lái)的平衡狀態(tài)發(fā)生了變 化，其廣義動(dòng)量和中樞點(diǎn)母線電壓Up均發(fā)生了改變，影響了供電電壓質(zhì)量?；魻栯妷簜鞲?br> 器實(shí)時(shí)檢測(cè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的中樞點(diǎn)母線電壓Uf和超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)
Uf,微處理根據(jù)這些信息快速計(jì)算出光伏發(fā)電系統(tǒng)需要補(bǔ)償?shù)膭?dòng)量和超級(jí)電容器儲(chǔ)能系 統(tǒng)的動(dòng)量狀態(tài)，并計(jì)算出超級(jí)電容器動(dòng)量變化控制規(guī)律，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)儲(chǔ)能裝置向光伏電網(wǎng)注 入適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償動(dòng)量 ’(€Τ/,),使電網(wǎng)中樞點(diǎn)母線電壓 恢復(fù)到額定電壓附近。當(dāng)電網(wǎng)因短路、斷路等原因引起電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)突然發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)為維持其廣 義動(dòng)量守恒，Up也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化而影響供電電壓質(zhì)量。此時(shí)，控制系統(tǒng)同樣根據(jù)圖2 中補(bǔ)償動(dòng)量計(jì)算結(jié)果實(shí)時(shí)調(diào)整超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，向電網(wǎng)注入適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償動(dòng) 飄CUc),使電網(wǎng)中樞點(diǎn)母線電壓 恢復(fù)到額定電壓附近。由此可見(jiàn)，無(wú)論光伏發(fā)電系統(tǒng)受到外部干擾還是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)變化擾動(dòng)影響，超級(jí)電 容器儲(chǔ)能系統(tǒng)均可實(shí)時(shí)地向光伏發(fā)電系統(tǒng)提供合適的補(bǔ)償動(dòng)量，對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)供電電壓 進(jìn)行快速、準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)。該方法解決了光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與能量狀態(tài)之間數(shù)學(xué)關(guān)系難 以建立的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)與光伏發(fā)電系統(tǒng)能量狀態(tài)的合理描述、實(shí)時(shí)計(jì) 算和能量交換全程控制。
權(quán)利要求
1. 一種利用超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)控光伏發(fā)電系統(tǒng)的方法，其特征在于，它按如下步 驟進(jìn)行a.將帶有超級(jí)電容器組件、雙向電能傳輸控制電路及控制系統(tǒng)的超級(jí)電容器儲(chǔ)能系 統(tǒng)接入光伏發(fā)電系統(tǒng)的電壓中樞點(diǎn)；b.建立超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的廣義動(dòng)量模型，選取超級(jí)電容器組件端電壓R作為廣義速度，超級(jí)電容器組件電容值(7即為能量慣性參數(shù)，超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)廣義 動(dòng)量模型為巧=CR；c.建立光伏發(fā)電系統(tǒng)的廣義動(dòng)量模型，選擇光伏發(fā)電系統(tǒng)中樞點(diǎn)母線電壓作為
全文摘要
一種利用超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)控光伏發(fā)電系統(tǒng)的方法，用于解決光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量補(bǔ)償問(wèn)題。其技術(shù)方案是，將超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)接入光伏發(fā)電系統(tǒng)的電壓中樞點(diǎn)；建立超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)的廣義動(dòng)量模型；實(shí)時(shí)檢測(cè)光伏發(fā)電系統(tǒng)中樞點(diǎn)母線電壓和超級(jí)電容器組件端電壓，計(jì)算光伏發(fā)電系統(tǒng)等效慣性參數(shù)和相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的動(dòng)量增量；對(duì)超級(jí)電容器組件端電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，使超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的動(dòng)量增量的倍值等于光伏發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)量增量。本發(fā)明不僅能實(shí)時(shí)計(jì)算光伏電網(wǎng)能量的不平衡程度，對(duì)該電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確電能補(bǔ)償，而且儲(chǔ)能裝置運(yùn)行壽命長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
文檔編號(hào)H02J7/35GK102005807SQ20101060483
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者張建成 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定)