(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211261303.X (22)申请日 2022.10.14 (71)申请人 安徽农业大 学 地址 230036 安徽省合肥市蜀山区长江西 路130号 (72)发明人 程龙　段奥实　陈传涛　杨雅倩　 王笑乐　陈权　 (74)专利代理 机构 江苏圣典律师事务所 32 237 专利代理师 韩天宇 (51)Int.Cl. H02J 7/35(2006.01) H02J 7/34(2006.01) H02J 4/00(2006.01) H02J 3/28(2006.01) H02J 3/32(2006.01)H02J 3/38(2006.01) H02J 1/10(2006.01) H02J 1/14(2006.01) (54)发明名称 光伏-混合储能-并离网系统多模态简化运 行控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种农户光伏 ‑混合储能 ‑并 离网系统多模态简化运行控制方法， 涉及新能源 领域。 能够简化农户光储系统运行模态， 提高系 统运行性能， 充分利用光伏功率。 本发明包括： 提 出一种能量管理方法， 将系统运行模态根据能量 管理逻辑， 简化为以光伏、 储能和负载主导的三 种模态； 基于三种运行模态提出一种运行控制方 法能够同时实现混合储能系统的功率分配， 混合 储能系统和并网逆变器的并联时的功率分配， 平 抑单相桥式逆变器引起的母线电压二次纹波平 抑。 本发明适用于光伏发电系统的能量管理运行 控制方法 设计。 权利要求书1页 说明书5页 附图8页 CN 115411833 A 2022.11.29 CN 115411833 A 1.一种光伏 ‑混合储能 ‑并离网系统多模态简化运行控制方法， 其特征在于： 基于能量 管理方法， 将系统运行模态简化为光伏、 储能和负载三种主导模态， 基于储能系统的荷电状 态进行下垂系 数调整， 同时实现系统混合储能与单相全桥逆变器之间的功率分配， 混合储 能的功率分配， 并对直 流母线波动进行平抑控制； 其中， 单相全桥逆变 器控制下垂系数RG表示为： 式中， r0为初始系数， n 为调整系数； 混合储能的充放电下垂系数 可表示为 式中， r1为初始系数， n 为调整系数。 2.根据权利要求1所述的光伏 ‑混合储能 ‑并离网系统多模态简化运行控制方法， 其特 征在于： 所述系统运行模态简化具体过程如下， 系统运行模态的判断主要通过比较光伏发 电功率和负载需求功率的大小， 同时考虑混合储能中锂电池荷电状态SoCe的大小， 进行运 行控制的切换； 当光伏有输出时为了充分吸纳发电功率， 此时系统运行核心以光伏系统为 主导； 当没有光伏发电功率， 有负载用电功率时， 则以负载用电功率为主导。 既没有光伏发 电功率， 也没有负载需求功率时， 则以储能系统为主导。 3.根据权利要求1所述的光伏 ‑混合储能 ‑并离网系统多模态简化运行控制方法， 其特 征在于： 所述系统混合储能与单相全桥逆变器之间的功率分配过程如下， 当光伏功率输出 时会增加直流母线功率导致直流母线电压升高， 此时全桥变换器通过控制直流母线电压稳 定吸收光伏功率并网； 当光伏功 率较少时， 直流母线功率需要给储能系统充电， 母线电压会 随着直流母线功率的减少而降低， 此时需要从电网吸收功率到直流母线维持母线电压稳 定， 全桥变换器工作在整流状态； 混合储能和单相全桥逆变器同时控制母线电压， 等效为两 个电压源并联， 为了实现混合储能和逆变器之间的功率分配， 同时考虑混合储能中锂电池 的荷电状态， 从而得到单相全桥逆变 器控制下垂系数。 4.根据权利要求1或3所述的光伏 ‑混合储能 ‑并离网系统多模态简化运行控制方法， 其 特征在于： 所述混合储能的功率分配过程如下， 混合储能通过共用母线电压外环控制直流 母线电压， 经过串入低通滤波器实现分频作为电流环的基准， 低频分量给锂电池， 高频分量 给超级电容； 同时考虑单相全桥逆变器二倍频功率波动引起的母线电压波动， 提出将直流 母线电压波动平抑控制环节并入超级电容电流环输出端， 直接调节占空比实现母线电压波 动平抑； 混合储能和单相全桥逆变 器同时控制母线电压， 结合下垂控制实现功率分配。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115411833 A 2光伏‑混合储能 ‑并离网系统多模 态简化运行控制方 法 技术领域 [0001]本发明涉及新能源领域， 具体是一种光伏 ‑混合储能 ‑并离网系统多模态简化运行 控制方法。 背景技术 [0002]光伏发电作为未来最具潜力的可再生能源， 由于其清洁、 可靠性高、 已维护、 低维 护成本受到了广泛的关注。 光伏发电为偏远地区农户提供了用电的便利性， 能够不被电力 传输的基础建设所苦恼。 然而光伏发电受到光照 强度的影响， 发电功率存在一定的间歇性 和随机性。 光伏系统无论是并网还是离网运行， 其发电功率的波动特性会影响系统稳定特 性， 因此储能系统成为光伏系统中不可缺少的一部分。 为了充分利用光伏发电功率， 以光 伏‑储能‑并离网为代表的系统结构在光伏发电中得到了广泛应用。 由于单一储能系统受到 自身特性的 限制， 难以满足光伏发电和负载用电功 率的复杂特性。 因此， 由锂电池和超级电 容构成的混合储能系统， 可以特性互补、 低成本等优势， 已成为储能系统重要的发展方向。 [0003]系统能量管理是系统的控制核心， 其目标是为了使系统在稳定、 高效的状态下充 分利用光伏发电功率。 通常， 预定规则控制 需要对系统进行预判断， 设定系统运行控制逻 辑， 此方法难以应对系统突 发运行情况， 同时也会存在系统在预定控制逻辑中频繁切换。 智 能算法研究相对热门， 因为其能够很好的兼顾系统整体状态， 但是需要检测较多的状态信 息， 运算压力大， 存在一定的延迟， 存在单点 故障。 常规控制方法原理相对简单， 依赖系统的 自身控制策略， 但难以兼顾系统状态信息实现系统优化控制。 [0004]在系统不同模态运行控制中， 混合储能系统需要对功率进行分配以匹配自身特 性； 当混合储能系统和单相全桥逆变器同时控制直流母线时为两个电压源并联， 通常基于 下垂控制进行功率分配； 单相全桥逆变器由于自身结构导致直流母线电压二倍频波动。 在 光储并离网系统中， 这些问题都集中体现出来。 发明内容 [0005]本发明为了解决现有技术的问题， 提供了一种光伏 ‑混合储能 ‑并离网系统多模态 简化运行控制方法， 通过基于对系统能量管理方法下多模态进行分析， 将系统运行模态简 化为三种主导模态， 并提出运行控制方法同时实现系统混合储能与单相全桥逆变器之 间的 功率分配， 混合储能的功率分配， 以及系统母线电压波动的平抑。 [0006]为达到上述目的， 本发明采用如下技 术方案： [0007](1)系统运行多模态的化简 [0008]系统运行模态的判断主要通过比较光伏发电功率和负 载需求功率的大小， 同时考 虑混合储能中锂电池荷电状态SoCe的大小， 进行运行控制的切换。 当光伏有输出时为了充 分吸纳发电功率， 此时系统运行核心以光伏系统为主导。 当没有光伏发电功 率， 有负载用电 功率时， 则以负载用电功率为主导。 既没有光伏发电功率， 也没有负载需求功率时， 则以储 能系统为主导。 因此， 需要明确各单元的控制策略， 根据简化后的主导单元设计系统运行控说　明　书 1/5 页 3 CN 115411833 A 3