淺(qian)談雙(shuang)碳背景下無儲能光伏逆(ni)變(bian)器(qi)控制與並離網技術的探(tan)討(tao)

安科(ke)瑞(rui)電(dian)氣股份有(you)限公(gong)司 上海嘉定 201801

摘(zhai)要：本文(wen)首先(xian)介(jie)紹了(le)多(duo)模態(tai)控制光伏逆(ni)變(bian)器(qi)控制的策(ce)略，分析(xi)了(le)無(wu)儲能光伏逆(ni)變(bian)器(qi)的運(yun)行(xing)模式，提出了(le)光伏逆(ni)變(bian)器(qi)主(zhu)電(dian)路的拓(tuo)撲(pu)結構，依次闡(chan)述(shu)了(le)並網運行(xing)控制策略與(yu)無(wu)儲能(neng)孤(gu)島控制策略，然(ran)後(hou)進壹步(bu)探討(tao)並網平(ping)滑(hua)切換技(ji)術的具(ju)體應(ying)用(yong)，並通(tong)過實(shi)驗(yan)方法(fa)檢(jian)驗(yan)該(gai)切換技(ji)術的應(ying)用(yong)效(xiao)果，旨(zhi)在(zai)為(wei)“雙(shuang)碳"背(bei)景(jing)下，分布式光伏電(dian)站的穩(wen)定運(yun)行(xing)提供保障。

關(guan)鍵(jian)詞(ci)：雙(shuang)碳(tan)；無(wu)儲(chu)能光伏逆(ni)變(bian)器(qi)；並網平(ping)滑(hua)切換

0引(yin)言(yan)

在我(wo)國(guo)提出“碳達(da)峰(feng)"“碳(tan)中和(he)"兩個(ge)目(mu)標(biao)以來(lai)，我(wo)國(guo)逐步(bu)擴(kuo)大了(le)光伏新能(neng)源(yuan)發電(dian)的裝(zhuang)機(ji)規模，但並網運行(xing)主(zhu)要(yao)采取電(dian)流型(xing)控制模式，對於(yu)電(dian)網電(dian)壓、頻率(lv)的(de)依賴性(xing)較高(gao)，壹旦(dan)發生電(dian)壓失穩(wen)、頻(pin)率(lv)波(bo)動現象，可(ke)能出(chu)現反孤(gu)島保護(hu)而(er)影響(xiang)光伏逆(ni)變(bian)器(qi)的運(yun)行(xing)。為(wei)了(le)解決(jue)這(zhe)壹問題，誕生了(le)無(wu)儲能光伏電(dian)壓型(xing)控制技術，但需(xu)實現並網電(dian)流型(xing)控制，兩網電(dian)壓型(xing)控制之(zhi)間的(de)合(he)理轉(zhuan)換，通(tong)過多(duo)模態(tai)控制策略，並網平(ping)滑(hua)切換技(ji)術的有(you)效(xiao)實施，確(que)保無儲(chu)能(neng)孤島(dao)運(yun)行(xing)保持穩(wen)定，從(cong)而(er)實現電(dian)力能源(yuan)的持(chi)續輸(shu)送(song)。

1雙碳(tan)背景(jing)下無儲能光伏逆(ni)變(bian)器(qi)的多(duo)模態(tai)控制分析(xi)

1.1光伏逆(ni)變(bian)器(qi)的運(yun)行(xing)模式

電(dian)流型(xing)控制模式下，交流母(mu)線的電(dian)壓值低是影響(xiang)光伏逆(ni)變(bian)器(qi)並網運行(xing)效(xiao)果的關(guan)鍵(jian)要(yao)素(su)，同(tong)時(shi)電(dian)網頻率(lv)的大小(xiao)也(ye)與(yu)逆(ni)變(bian)器(qi)能否穩(wen)定運(yun)行(xing)具(ju)有(you)直(zhi)接(jie)關(guan)聯(lian)。若是由於(yu)這(zhe)兩方面因(yin)素影響(xiang)導致負(fu)荷出現大幅(fu)變化(hua)，則(ze)需(xu)要利用(yong)電(dian)網平(ping)衡(heng)源(yuan)帶動(dong)。在此(ci)過程中，光伏電(dian)網電(dian)網輸(shu)送(song)有功(gong)功率(lv)，並且光伏逆(ni)變(bian)器(qi)對功(gong)率(lv)會進行(xing)追(zhui)蹤(zong)，若指(zhi)令要(yao)求(qiu)難(nan)以滿(man)足(zu)，則(ze)需(xu)要采用(yong)*大功(gong)率(lv)跟蹤(zong)控制運行(xing)方式。而(er)在電(dian)網出現故障(zhang)時(shi)，電(dian)壓、頻率(lv)的(de)穩(wen)定輸(shu)送(song)狀態(tai)會被(bei)打(da)破(po)，此(ci)時(shi)，需(xu)要隔離運(yun)行(xing)，將(jiang)並網運行(xing)轉(zhuan)換為(wei)無(wu)儲能(neng)孤(gu)島(dao)運(yun)行(xing)模式。無儲能孤(gu)島(dao)運(yun)行(xing)模式下，光伏逆(ni)變(bian)器(qi)采用(yong)的是電(dian)壓型(xing)控制方式，既(ji)要(yao)對(dui)母線電(dian)壓提供支持(chi)，還需(xu)要對負(fu)載(zai)功率(lv)需(xu)求進行(xing)平(ping)衡(heng)。運行(xing)時(shi)，光伏逆(ni)變(bian)器(qi)要單機(ji)運(yun)行(xing)，以滿(man)足(zu)支(zhi)撐電(dian)壓及頻(pin)率(lv)要求，還需(xu)用(yong)恒壓恒頻(pin)控制方式，應(ying)對(dui)剛(gang)體轉(zhuan)矩壹荷功率(lv)處於(yu)平(ping)衡(heng)狀態(tai)，並根(gen)據負(fu)荷功率(lv)需(xu)求合(he)理調節光伏輸(shu)出功(gong)率。在電(dian)網恢復(fu)供電(dian)後，光伏逆(ni)變(bian)器(qi)再利(li)用(yong)並網切換技(ji)術向電(dian)流型(xing)控制模式轉(zhuan)換。

1.2逆(ni)變(bian)器(qi)主(zhu)電(dian)路的拓(tuo)撲(pu)結構

通(tong)過分析(xi)光伏逆(ni)變(bian)器(qi)的運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)發現，光伏逆(ni)變(bian)器(qi)的拓(tuo)撲(pu)結構(gou)應(ying)由前、後兩級(ji)構成，前級(ji)為(wei)Boost變(bian)換器(qi)，後級(ji)為(wei)逆(ni)變器(qi)。通過數據(ju)方式，采用(yong)解耦(ou)控制模式，可(ke)同(tong)時(shi)對直接(jie)母(mu)線(xian)的(de)電(dian)壓以及(ji)電(dian)池(chi)的(de)輸(shu)出功(gong)率進行(xing)控制。逆變(bian)器(qi)通常(chang)選(xuan)用(yong)三電(dian)平(ping)式逆變器(qi)，此(ci)種(zhong)逆變器(qi)的前後級(ji)采用(yong)的控制裝(zhuang)置(zhi)有所(suo)不(bu)同(tong)，前級(ji)是直流升(sheng)壓變換器(qi)，而(er)後級(ji)則需(xu)選用(yong)中點鉗(qian)位型(xing)逆變(bian)器(qi)。逆變(bian)器(qi)主(zhu)電(dian)路采用(yong)固態(tai)開關(guan)切換逆(ni)變(bian)器(qi)控制方式，此(ci)開關(guan)安裝(zhuang)在(zai)電(dian)網、光伏逆(ni)變(bian)器(qi)的中部(bu)，若需(xu)實施並網，需(xu)要閉(bi)合(he)此(ci)開關(guan)，使(shi)逆變(bian)器(qi)以電(dian)流型(xing)控制模式運行(xing)。若交流母(mu)線供電(dian)質量與負(fu)載(zai)要求(qiu)不(bu)相(xiang)符(fu)，為(wei)了(le)確(que)保負(fu)荷供電(dian)的連續(xu)性(xing)與穩(wen)定性(xing)，需(xu)要斷開固(gu)態(tai)開關(guan)，只(zhi)采用(yong)光伏電(dian)池(chi)供電(dian)的情況(kuang)下，逆變器(qi)會向無(wu)儲(chu)能(neng)孤島模態(tai)轉(zhuan)換。光伏逆(ni)變(bian)器(qi)主(zhu)電(dian)路的拓(tuo)撲(pu)結構詳(xiang)見(jian)圖(tu)1。

圖(tu)1 光伏逆(ni)變(bian)器(qi)主(zhu)電(dian)路拓撲(pu)結(jie)構示(shi)意(yi)圖(tu)

1.3多(duo)模態(tai)控制策略

（1）並網運行(xing)控制策略。電(dian)網以多(duo)模態(tai)控制模式運行(xing)時(shi)，需(xu)要采用(yong)恒定功(gong)率(lv)追蹤(zong)策略，由於(yu)光伏逆(ni)變(bian)器(qi)具備良好(hao)的性(xing)能(neng)，可(ke)以動(dong)態(tai)化(hua)追(zhui)蹤(zong)系統(tong)傳送(song)過來(lai)的功(gong)率指令(ling)，可(ke)以實(shi)時(shi)調節電(dian)網的電(dian)壓。並網運行(xing)模式下，需(xu)要應(ying)用(yong)鎖相(xiang)環，因(yin)而(er)電(dian)網電(dian)壓、逆變(bian)器(qi)的坐(zuo)標系是統壹的(de)，此(ci)時(shi)可(ke)無需(xu)考慮輸(shu)入信(xin)號，可(ke)運用(yong)下式計(ji)算(suan)逆(ni)變(bian)器(qi)輸(shu)出的(de)功功率(lv)及無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)，進而(er)對需(xu)要的並網功率(lv)進行(xing)跟蹤(zong)調整。

有功功率(lv)計(ji)算(suan)公(gong)式：

無功功率(lv)計(ji)算(suan)公(gong)式：

式中，imd 與(yu)umd 分別代(dai)表(biao)旋轉(zhuan)坐(zuo)標系中，逆(ni)變器(qi)輸(shu)出電(dian)流im 以及(ji)輸(shu)出電(dian)壓um各自(zi)的(de)輸(shu)入量。逆變(bian)器(qi)運行(xing)時(shi)，要確(que)保逆變(bian)器(qi)前後級(ji)間電(dian)流、電(dian)壓均(jun)保持穩(wen)定，從(cong)而(er)有效(xiao)平(ping)衡(heng)輸(shu)入輸(shu)出端(duan)的功(gong)率(lv)，才能(neng)保證此(ci)種(zhong)控制模式的有效(xiao)運行(xing)。因(yin)直流母(mu)線電(dian)壓額定值(zhi)已(yi)確(que)定，在(zai)直(zhi)流側電(dian)壓出現波(bo)動時(shi)，只需(xu)利用(yong)Boost變換器(qi)對光伏電(dian)池(chi)的(de)輸(shu)出功(gong)率進行(xing)調整即(ji)可(ke)滿足(zu)功(gong)率要求。如(ru)果(guo)光伏逆(ni)變(bian)器(qi)無法(fa)輸(shu)出各要求(qiu)的功率(lv)值(zhi)，逆(ni)變器(qi)會在*大功(gong)率(lv)點處(chu)運行(xing)，此(ci)時(shi)，Boost變換器(qi)會以電(dian)壓電(dian)流雙(shuang)閉(bi)環模式運行(xing)，以便(bian)有效(xiao)追蹤(zong)電(dian)壓指令(ling)，同(tong)時(shi)，對電(dian)感電(dian)流進行(xing)調整。而(er)後級(ji)逆變器(qi)則以電(dian)流單閉(bi)環控制方式運行(xing)，可(ke)根(gen)據已(yi)知(zhi)功率指(zhi)令完(wan)成電(dian)流環指令值的(de)計(ji)算(suan)。

（2）無(wu)儲(chu)能孤島控制策略。無(wu)儲(chu)能孤(gu)島(dao)模態(tai)主(zhu)要(yao)是在電(dian)網出現故障(zhang)後運(yun)行(xing)。運(yun)行(xing)時(shi)，因(yin)沒有(you)外部電(dian)源(yuan)支持(chi)，光伏逆(ni)變(bian)器(qi)需(xu)要使用(yong)恒壓恒頻(pin)控制方式，以確(que)保交流母(mu)線電(dian)壓及頻(pin)率(lv)保持穩(wen)定狀(zhuang)態(tai)。運行(xing)過程中，光伏輸(shu)出端(duan)、負(fu)荷需(xu)求需(xu)要具有相(xiang)同(tong)的(de)功(gong)率(lv)值，如果受到(dao)不(bu)可(ke)控因(yin)素導致光伏電(dian)池(chi)的(de)功(gong)率輸(shu)出無(wu)法(fa)保持穩(wen)定，或(huo)是負(fu)荷值發生改(gai)變，光伏電(dian)池(chi)會自(zi)動(dong)啟動工(gong)作(zuo)點調節功(gong)能(neng)，用(yong)於(yu)平(ping)衡(heng)兩端(duan)功率(lv)。如(ru)果電(dian)池(chi)輸(shu)出的(de)功率比負(fu)載(zai)需(xu)求的功率(lv)更高，會出現直流電(dian)容*大現象；反之(zhi)，則會使直(zhi)流電(dian)容降(jiang)低。直流電(dian)容的電(dian)壓變化(hua)是由於(yu)源(yuan)側及(ji)負(fu)載(zai)側之(zhi)間功(gong)率不壹致造(zao)成的(de)，為(wei)保持源(yuan)端(duan)功率(lv)的(de)平(ping)衡(heng)性，應(ying)使(shi)直(zhi)流母(mu)線電(dian)壓保持穩(wen)定，即(ji)對前級(ji)光伏的(de)工(gong)作點進行(xing)確(que)定，合(he)理控制光伏功(gong)率(lv)變動。

2無(wu)儲能(neng)光伏逆(ni)變(bian)器(qi)並網兩種(zhong)切換技(ji)術的應(ying)用(yong)策略

2.1 並網運行(xing)和(he)無(wu)儲(chu)能孤島模態(tai)的切換

電(dian)網故障(zhang)情況(kuang)下，光伏逆(ni)變(bian)器(qi)需(xu)要將(jiang)並網運行(xing)轉(zhuan)換成無(wu)儲(chu)能孤(gu)島運行(xing)。在(zai)模態(tai)轉(zhuan)換過程中，保證直(zhi)流電(dian)壓的穩(wen)定性(xing)是Boost變換器(qi)的主(zhu)要(yao)任務(wu)，此(ci)時(shi)，需(xu)要將(jiang)恒定功(gong)率(lv)控制切換為(wei)恒(heng)壓恒頻(pin)控制方式，以確(que)保模態(tai)切換順(shun)利(li)完(wan)成。並網運行(xing)模式下，兩個(ge)固態(tai)開關(guan)分別以閉(bi)合(he)、開啟兩種(zhong)不同(tong)狀(zhuang)態(tai)工作(zuo)，如果(guo)坐(zuo)標發生變(bian)化(hua)，需(xu)要以鎖相(xiang)環兩側相(xiang)位為(wei)依據，對(dui)每個相位發出功(gong)率指令需(xu)要的電(dian)流進行(xing)計(ji)算(suan)。若不(bu)限以並網狀態(tai)運行(xing)，而(er)是切換為(wei)無(wu)儲能(neng)孤(gu)島(dao)運(yun)行(xing)模式時(shi)，需(xu)要將(jiang)兩個(ge)固態(tai)開關(guan)中原本閉(bi)合(he)的開關(guan)打(da)開，並將(jiang)開啟狀態(tai)的開關(guan)閉(bi)合(he)，此(ci)時(shi)，會由電(dian)壓外環輸(shu)出電(dian)流指(zhi)令，相位的產(chan)生則(ze)會以頻(pin)率指(zhi)令(ling)作為(wei)依據。如(ru)果光伏逆(ni)變(bian)器(qi)的控制模式為(wei)電(dian)流內(nei)環控制，並網運行(xing)以及(ji)無儲(chu)能(neng)孤島運行(xing)模式下，控制器(qi)並未(wei)不在(zai)明(ming)顯(xian)差(cha)異(yi)，但內(nei)環指令的生(sheng)成在(zai)有(you)序不同(tong)，所(suo)以會引(yin)發過流沖(chong)擊。為(wei)防止此(ci)問題，需(xu)要利用(yong)積分器(qi)進行(xing)初始(shi)化(hua)，使(shi)切換前後數據(ju)保持壹致。這(zhe)樣，模態(tai)切換的(de)過程中，電(dian)壓外環仍然(ran)執(zhi)行(xing)的(de)是並網時(shi)的電(dian)流指(zhi)令，且控制模塊的相位也(ye)發生變(bian)化(hua)，可(ke)增加(jia)電(dian)流指(zhi)令穩(wen)定性(xing)，避(bi)免(mian)相位發生非(fei)正(zheng)常(chang)跳(tiao)轉(zhuan)，還可(ke)使控制模塊的切換更加(jia)順(shun)暢(chang)。

2.2 無儲(chu)能孤(gu)島(dao)內部(bu)運(yun)行(xing)模式的切換

無(wu)儲(chu)能孤島(dao)運行(xing)模式內並網運行(xing)模式切換時(shi)，應(ying)采(cai)用(yong)同(tong)步(bu)控制措施(shi)，消(xiao)除(chu)負(fu)載(zai)相位、電(dian)壓及電(dian)網之(zhi)間的(de)差(cha)異(yi)，防止因(yin)相位變化(hua)引(yin)發過流沖(chong)擊現象而(er)影響(xiang)並網效(xiao)果。無儲(chu)能(neng)孤島(dao)運行(xing)狀(zhuang)態(tai)下，要將(jiang)固態(tai)開關(guan)切斷，通過頻(pin)率指(zhi)令分段生成相(xiang)位指令(ling)。從(cong)無(wu)儲能孤島(dao)運(yun)行(xing)切換至並網運行(xing)模式時(shi)，在固態(tai)開關(guan)閉(bi)合(he)後，立(li)即(ji)啟動並網環節，分別讀(du)取兩側電(dian)壓值、電(dian)網電(dian)壓值，並求(qiu)出二者的差(cha)值(zhi)，然(ran)後(hou)計(ji)算(suan)具(ju)體(ti)的電(dian)壓調節需(xu)求。為(wei)了(le)保障此(ci)數據(ju)計(ji)算(suan)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)，要(yao)將(jiang)無儲(chu)能孤島模式下所產(chan)生的(de)電(dian)壓指令(ling)值(zhi)納入考量。然(ran)後(hou)，按照得出的準(zhun)確(que)預同(tong)步(bu)電(dian)壓指令(ling)進行(xing)調整，從(cong)而(er)平(ping)衡(heng)兩側及(ji)電(dian)網電(dian)壓。在預同(tong)步(bu)相(xiang)位的過程中，需(xu)要合(he)理調整頻率，註(zhu)意(yi)應(ying)根(gen)據鎖相(xiang)環網側相(xiang)位與參(can)考相位之(zhi)差(cha)來(lai)取(qu)頻(pin)率調節的(de)具(ju)體數值(zhi)。若網側相(xiang)位比相位參(can)考值高(gao)，且補償(chang)量為(wei)正(zheng)，需(xu)調大角(jiao)頻(pin)率(lv)，直(zhi)至兩個(ge)相位值相(xiang)同(tong)。若網側相(xiang)位低於(yu)相位參(can)考值，且補償(chang)量為(wei)負(fu)，則(ze)需(xu)調小角(jiao)頻(pin)率，也(ye)可(ke)實現相位壹致、電(dian)壓、相位預同(tong)步(bu)後(hou)，通(tong)過調控開關(guan)，將(jiang)參(can)考相位轉(zhuan)換為(wei)鎖相(xiang)環輸(shu)出的(de)網側相(xiang)位，便可(ke)完(wan)成無(wu)儲(chu)能孤(gu)島模態(tai)向並網運行(xing)模態(tai)的轉(zhuan)換。MATLAB的(de)Simulink仿真(zhen)平(ping)臺(tai)，搭(da)建仿真(zhen)電(dian)路，控制電(dian)路詳見(jian)圖(tu)2所(suo)示(shi)。

圖(tu)2 逆(ni)變(bian)器(qi)輸(shu)出電(dian)壓並網切換

3並網平(ping)滑(hua)切換技(ji)術策略應(ying)用(yong)效(xiao)果的驗(yan)證(zheng)分析(xi)

3.1 搭(da)建實(shi)驗(yan)平(ping)臺(tai)

驗(yan)證(zheng)並網平(ping)滑(hua)切換技(ji)術應(ying)用(yong)效(xiao)果時(shi)，選用(yong)直流源(yuan)串聯(lian)電(dian)阻，將(jiang)之(zhi)視(shi)作光伏電(dian)池(chi)，采(cai)用(yong)前後級(ji)結構不同(tong)的(de)三電(dian)平(ping)式逆變器(qi)，並運(yun)用(yong)兼具電(dian)感、電(dian)容、電(dian)容器(qi)的LCL濾波(bo)電(dian)路作為(wei)負(fu)荷端(duan)過渡(du)裝(zhuang)置(zhi)。光伏逆(ni)變(bian)器(qi)與電(dian)網之(zhi)間采(cai)用(yong)固態(tai)開關(guan)、空(kong)氣開關(guan)連(lian)接(jie)，逆(ni)變(bian)器(qi)的控制器(qi)型(xing)號為(wei)DSP28377。實(shi)驗(yan)平(ping)臺(tai)的電(dian)網電(dian)壓及無(wu)儲(chu)能孤島(dao)運行(xing)電(dian)壓均(jun)為(wei)70V，而(er)電(dian)流源(yuan)電(dian)壓則介(jie)於(yu)70～80V，並網功率(lv)指今為(wei)210W，而(er)無儲能孤(gu)島(dao)運(yun)行(xing)電(dian)壓頻率(lv)及(ji)開關(guan)頻(pin)率分別是50Hz與10kHz，負(fu)載(zai)及串(chuan)聯(lian)電(dian)阻則分別是20Ω與2.5Ω。

3.2 實(shi)驗(yan)結(jie)果分析(xi)

並網運行(xing)模式下，光伏逆(ni)變(bian)器(qi)的輸(shu)出功(gong)率為(wei)210W，而(er)無儲能孤(gu)島(dao)模態(tai)轉(zhuan)換時(shi)，先將(jiang)空氣(qi)開關(guan)切斷，逆變(bian)器(qi)發現電(dian)網存在(zai)故障(zhang)後(hou)，會立即(ji)切斷固態(tai)開關(guan)，並進行(xing)模態(tai)轉(zhuan)換，轉(zhuan)換過程中，原本在(zai)並網運行(xing)模態(tai)下為(wei)74V的(de)光伏電(dian)池(chi)端(duan)口(kou)電(dian)壓，逐步(bu)下降(jiang)至70V，而(er)直流母(mu)線電(dian)壓先是小幅(fu)度下降(jiang)，然(ran)後(hou)快速升(sheng)高，達到(dao)200V後(hou)保持穩(wen)定，逆(ni)變(bian)器(qi)輸(shu)出電(dian)壓及電(dian)流切換過程沒有(you)出現沖擊(ji)現象，逆變器(qi)輸(shu)出功(gong)率對負(fu)載(zai)需(xu)求進行(xing)跟蹤(zong)後，逐(zhu)步提升(sheng)並穩(wen)定在(zai)360W（見(jian)圖(tu)3(a)）。而(er)無儲能孤(gu)島(dao)切換至並網運行(xing)模態(tai)實驗(yan)中，無(wu)儲能(neng)孤(gu)島(dao)模態(tai)下逆變器(qi)以360W進行(xing)功(gong)率(lv)輸(shu)出，向並網運行(xing)模態(tai)切換時(shi)，逆變器(qi)輸(shu)出電(dian)壓與電(dian)網電(dian)壓基本保持平(ping)衡(heng)，並且閉(bi)合(he)固態(tai)開關(guan)後(hou)，切換順(shun)暢(chang)完(wan)成。整個切換過程中，直(zhi)流母(mu)線的電(dian)壓壹直(zhi)保持在(zai)相(xiang)對穩(wen)定的(de)狀(zhuang)態(tai)，而(er)光伏電(dian)池(chi)工(gong)作(zuo)點處(chu)沒有(you)出現過波(bo)不暢(chang)的情況(kuang)。並網運行(xing)後(hou)，光伏電(dian)池(chi)的(de)輸(shu)出功(gong)率未超(chao)過規(gui)

定的(de)並網功率(lv)範圍(wei)（見(jian)圖(tu)3(b)）。實(shi)驗(yan)結(jie)果說明(ming)，按照本文(wen)提出的控制策略，可(ke)確(que)保光伏逆(ni)變(bian)器(qi)在無(wu)儲(chu)能孤(gu)島(dao)運(yun)行(xing)及(ji)並網運行(xing)模態(tai)下進行(xing)相(xiang)互(hu)間的平(ping)滑(hua)切換。切換實(shi)驗(yan)中逆(ni)變器(qi)輸(shu)出功(gong)率的變(bian)化(hua)情(qing)況(kuang)詳(xiang)見(jian)圖(tu)3所(suo)示(shi)。

圖(tu)3 切換實(shi)驗(yan)中逆(ni)變器(qi)輸(shu)出功(gong)率變化(hua)情(qing)況(kuang)

4安科(ke)瑞(rui)Acrel-2000MG微(wei)電(dian)網能量管(guan)理系(xi)統

4.1概述(shu)

Acrel-2000MG 儲能(neng)能量管(guan)理系(xi)統是安科(ke)瑞(rui)專門(men)針對(dui)工商業儲能 電(dian)站研制的(de)本地(di)化(hua)能(neng)量管(guan)理系(xi)統，可(ke)實現了(le)儲(chu)能電(dian)站的數據(ju)采(cai)集、數據(ju)處(chu)理、數據(ju)存(cun)儲、數據(ju)查(zha)詢(xun)與分析(xi)、可(ke)視(shi)化(hua)監(jian)控、報(bao)警管(guan)理、統(tong)計(ji) 報(bao)表(biao)、策略管(guan)理、歷(li)史曲線(xian)等(deng)功能。其中策(ce)略管(guan)理，支(zhi)持多種控制策 略選(xuan)擇(ze)，包(bao)含計(ji)劃曲線(xian)、削(xue)峰(feng)填(tian)谷(gu)、需(xu)量控制、防逆(ni)流等(deng)。該系統不(bu) 僅(jin)可(ke)以實(shi)現下級(ji)各儲能(neng)單元(yuan)的(de)統壹監(jian)控和管(guan)理，還可(ke)以實(shi)現與上級(ji)調 度系(xi)統和雲平(ping)臺(tai)的數據(ju)通(tong)訊與(yu)交互(hu)，既(ji)能(neng)接(jie)受上級(ji)調度指(zhi)令，又(you)可(ke)以 滿(man)足(zu)遠(yuan)程監(jian)控與運維(wei)，確(que)保儲能(neng)系(xi)統安全(quan)、穩(wen)定、可(ke)靠、經(jing)濟(ji)運(yun)行(xing)。

4.2應(ying)用(yong)場景

適用(yong)於(yu)工商業儲能電(dian)站、新能(neng)源(yuan)配儲(chu)電(dian)站。

4.3系統(tong)結(jie)構

4.4系統(tong)功能(neng)

（1）實(shi)時(shi)監(jian)管(guan)

對微(wei)電(dian)網的運(yun)行(xing)進行(xing)實(shi)時(shi)監(jian)管(guan)，包含市(shi)電(dian)、光伏、風(feng)電(dian)、儲能、充(chong)電(dian)樁及用(yong)電(dian)負(fu)荷，同(tong)時(shi)也(ye)包(bao)括(kuo)收(shou)益(yi)數據(ju)、天(tian)氣狀(zhuang)況(kuang)、節能(neng)減(jian)排等(deng)信(xin)息。

（2）智能(neng)監(jian)控

對系統(tong)環境、光伏組(zu)件(jian)、光伏逆(ni)變(bian)器(qi)、風(feng)電(dian)控制逆變(bian)壹體(ti)機、儲能電(dian)池(chi)、儲(chu)能(neng)變流器(qi)、用(yong)電(dian)設備等(deng)進行(xing)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)，掌握(wo)微(wei)電(dian)網系統(tong)的運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)。

（3）功(gong)率預測(ce)

對分布式發電(dian)系統進行(xing)短(duan)期(qi)、超短(duan)期(qi)發電(dian)功率預測(ce)，並展示(shi)合(he)格(ge)率及(ji)誤差(cha)分析(xi)。

（4）電(dian)能質量

實現整個微(wei)電(dian)網系統(tong)範圍(wei)內(nei)的(de)電(dian)能質量和電(dian)能可(ke)靠性狀況(kuang)進行(xing)持(chi)續(xu)性(xing)的監(jian)測(ce)。如電(dian)壓諧波(bo)、電(dian)壓閃變(bian)、電(dian)壓不平(ping)衡(heng)等穩(wen)態(tai)數據(ju)和(he)電(dian)壓暫升(sheng)/暫降(jiang)、電(dian)壓中斷暫態(tai)數據(ju)進行(xing)監(jian)測(ce)分析(xi)及(ji)錄(lu)波(bo)展示(shi)，並對(dui)電(dian)壓、電(dian)流瞬(shun)變進行(xing)監(jian)測(ce)。

（5）可(ke)視(shi)化(hua)運(yun)行(xing)

實(shi)現微(wei)電(dian)網無人(ren)值守(shou)，實(shi)現數字化(hua)、智(zhi)能化(hua)、便(bian)捷(jie)化(hua)管(guan)理;對(dui)重要負(fu)荷與設(she)備進行(xing)不(bu)間(jian)斷監(jian)控。

（6）優化(hua)控制

通過分析(xi)歷(li)史用(yong)電(dian)數據(ju)、天(tian)氣條件(jian)對(dui)負(fu)荷進行(xing)功(gong)率(lv)預測(ce)，並結(jie)合(he)分布式電(dian)源(yuan)出力(li)與儲(chu)能(neng)狀態(tai)，實現經(jing)濟(ji)優(you)化(hua)調度，以降(jiang)低尖峰(feng)或(huo)者高峰(feng)時(shi)刻的用(yong)電(dian)量，降(jiang)低企業(ye)綜(zong)合(he)用(yong)電(dian)成本。

（7）收(shou)益(yi)分析(xi)

用(yong)戶可(ke)以查(zha)看(kan)光伏、儲(chu)能(neng)、充電(dian)樁三部分的每天電(dian)量和收(shou)益(yi)數據(ju)，同(tong)時(shi)可(ke)以切換年(nian)報(bao)查(zha)看(kan)每個月的電(dian)量和收(shou)益(yi)。

（8）能(neng)源(yuan)分析(xi)

通(tong)過分析(xi)光伏、風(feng)電(dian)、儲能設(she)備的(de)發電(dian)效(xiao)率、轉(zhuan)化(hua)效(xiao)率，用(yong)於(yu)評估設備性(xing)能(neng)與狀(zhuang)態(tai)。

（9）策略配(pei)置(zhi)

微(wei)電(dian)網配置(zhi)主(zhu)要(yao)對微(wei)電(dian)網系統(tong)組成、基(ji)礎(chu)參(can)數、運(yun)行(xing)策(ce)略及(ji)統(tong)計(ji)值(zhi)進行(xing)設(she)置(zhi)。其中策(ce)略包(bao)含計(ji)劃曲線(xian)、削(xue)峰(feng)填(tian)谷(gu)、需(xu)量控制、新能(neng)源(yuan)消納、逆功(gong)率(lv)控制等。

5硬件(jian)及(ji)其配(pei)套(tao)產(chan)品

6 結語

為(wei)了(le)滿(man)足(zu)“雙(shuang)碳"要求，確(que)保分布式光伏逆(ni)變(bian)器(qi)在電(dian)網故障(zhang)情況(kuang)下，在無電(dian)源(yuan)支持(chi)時(shi)能夠(gou)穩(wen)定運(yun)行(xing)，本文(wen)提出了(le)無(wu)儲能光伏逆(ni)變(bian)器(qi)多模態(tai)控制模式，並運(yun)用(yong)並網平(ping)滑(hua)切換技(ji)術確(que)保並網運行(xing)模式能夠(gou)順(shun)暢、快捷(jie)轉(zhuan)換為(wei)無(wu)儲能(neng)孤(gu)島(dao)運(yun)行(xing)模式。對比以往(wang)常用(yong)的傳統控制策略，本文(wen)所提出的新型(xing)控制方法(fa)，創(chuang)新在(zai)於(yu)可(ke)在不(bu)超(chao)過功(gong)能點範(fan)圍內(nei)情況(kuang)下，深度挖(wa)掘光伏的(de)穩(wen)定運(yun)行(xing)潛(qian)力(li)，減(jian)少(shao)了(le)對(dui)外部電(dian)源(yuan)的依賴度，保證了(le)並網兩種(zhong)模態(tai)的順(shun)暢切換，降(jiang)低了(le)電(dian)壓電(dian)流沖(chong)擊現象的發生率(lv)。實驗(yan)結(jie)果驗(yan)證(zheng)，本文(wen)所提出的控制策略與(yu)模態(tai)切換技(ji)術應(ying)用(yong)策略具(ju)有(you)壹定的(de)可(ke)行(xing)性(xing)。

參(can)考文獻(xian)

[1] 張新春.微(wei)電(dian)網逆變(bian)器(qi)並/離網運行(xing)及(ji)其平(ping)滑(hua)切換控制研究(jiu)[D].蘭州(zhou)理(li)工(gong)大學(xue), 2023.

[2] 張新春,楊(yang)偉(wei)軍,林(lin)澤宏(hong)等(deng).光伏逆(ni)變(bian)器(qi)互(hu)通分頻帶滑動模態(tai)控制設計(ji)[J]. 電(dian)力系統(tong)保護(hu)與控制, 2019,

[3] 王潤(run)蘭(lan)，黃孟(meng)欣(xin)，麽瑤.“雙(shuang)碳"背景(jing)下無儲能光伏逆(ni)變(bian)器(qi)多模態(tai)控制與並離網平(ping)滑(hua)切換技(ji)術研究(jiu)

[4] 安科(ke)瑞(rui)企業微(wei)電(dian)網設計(ji)與(yu)應(ying)用(yong)手冊.2022年(nian)05版