光伏-储能联合发电系统运行机理及控制策略

-，，（，100192）：-，、、。-。100kWp，，，，；，“”，。：；；；；；；：TM464：A：1006－6047（2011）08－0020－04：2010-12-13；：2011-06-08：（50907067）；973（2010CB227206）ProjectsupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina（50907067）and973Program（2010CB227206）ElectricPowerAutomationEquipmentVol．31No.8Aug.2011318201180，，［1-2］。，、，［3-9］。，［10-11］。，UPS［3，11-14］。，［5，11］。1-1，QF1、QF2、QF33、UPS。QF4、QF52。。。UPS、。22FDC（FlowDirectionControl）3。，QF1、QF2、QF3，IGBT，DC／DC，UPS。FDC，，、。a.QF1、QF2、QF3。3。，。／，4，。4，1-Fig.1Topologyofphotovoltaic／energy-storagehybridsystemQF4QF5QF2QF1UPSQF3，。UPS，。b.QF1、QF3，QF2。UPS，。、。UPS，，。，，。，，UPS。c.QF2、QF3，QF1。UPS，。，，，UPS，。33FDC。，、、、。，，、UPS。，，。4100kWp，。115°27′，28°09′。H=H1×2.778÷10000＝13094×2.778／10000＝3．638（W／m2）。4100kWp。4（a），，。4（b）10%，60%，50%20%。4，，。SQF1OSQF2OttSQF3OtSIGBT，rOtπ／2SIGBT，mOtScho，rOtπ／2Scho，mOtTTSUPS，rOtπ／2SUPS，mOtT（a）（c）SQF1OSQF2OttSQF3OtSIGBT，rOtπ／2SIGBT，mOtScho，rOtπ／2Scho，mOtTTSUPS，rOtπ／2SUPS，mOtT（b）SQF1OSQF2OttSQF3OtSIGBT，rOtπ／2SIGBT，mOtScho，rOtπ／2Scho，mOtTTSUPS，rOtπ／2SUPS，mOtT2Fig.2Mainoperatingmodes，：-825020015010050Pa／kW150250200100500110130150170190P／kWWs／（kW·h）7、Fig.7Relationshipamongphotovoltaicsystemscale，energystoragesystemcapacityandsystempowergeneration09055FDC，-。，，。5（a），20kW，20%。5（b），，50kW，50%，250%。6P、WsPc。，，，，。，，。7P、WsPa。65503520Pc／kW150250200100500110130150170190P／kWWs／（kW·h）6、Fig.6Relationshipamongphotovoltaicsystemscale，energystoragesystemcapacityandsystemcapacityreduction908010-60P／kW（a）24681012141618202224t／h5Fig.5Effectofenergystoragesystemonsystemcapacityreduction7030-10P／kW（b）24681012141618202224t／h700035000W／（kW·h）2009-112009-122010-012010-022010-032010-042010-05（a）2009112010570350D／%10（b）20304050607080P／kW4100kWpFig.4PowergenerationstatisticsofNanchang100kWpphotovoltaicsystem3FDCFig.3FlowchartofFDCsystem／UPS？QF1、QF2、QF3？／？？，UPS？YYNNYNNYNY31Operatingmodesofphotovoltaic／energy-storagehybridsystemanditscontrolstrategyLIANGLiang，LIJianlin，HUIDong（ChinaElectricPowerResearchInstitute，Beijing100192，China）Abstract：Theoperatingmodesofphotovoltaic／energy-storagehybridsystemareanalyzed，includingwholesystemmode，energystoragebypassmodeandenergystoragesupportmode.Itstopologyisproposedwiththeflowdirectioncontrol，whichisverifiedbythesimulationwiththeoperationaldataofa100kWpphotovoltaicsystem.Theintegrationofphotovoltaicsystemandenergystoragesystemincreasesthesystemcontrollabilityandgrid-connectionflexibility，improvesthesystemoutputcharacteristicsofloadresponse，andreducesgreatlythesystemrequirementsforgridpowertransmissioncapacity.Keywords：electricpowergeneration；energystorage；photovoltaiccells；microgrid；flowdirectioncontrol；independentoperation；electricnetworktopology，“”。，，。6，，。FDC，，，。。：［1］，.［J］.，2009，29（9）：85-89，100.DAIXunjiang，CHAOQin.Adaptivecurrenthysteresiscontrolofgrid-connectedinverter［J］.ElectricPowerAutomationEquipment，2009，29（9）：85-89，100.［2］，，，.———［M］.：，2009：10-27.［3］，，，.［M］.：，2008：1-14.［4］，，.［J］.，2011，31（1）：1-9.BIEZhaohong，LIGengfeng，WANGXifan.Reviewonreliabilityevaluationofnewdistributionsystemwithmicro-grid［J］.ElectricPowerAutomationEquipment，2011，31（1）：1-9.［5］，，.［J］.，2010，30（12）：1-8.ZHANGQiang，ZHANGBoming，LIPeng.Reviewofstructureandconceptevolutionofdispatchandcontrolsystemforsmartgrid［J］.ElectricPowerAutomationEquipment，2011，30（12）：1-8.［6］，，.［J］.，2008，28（21）：68-72.XIELirong，WANGZhiyong，CHAOQin.Researchontheme-chanicalcharacteristicofsquierrelcageasynchronousmotors［J］.ProceedingsoftheCSEE，2008，28（21）：68-72.［7］LIW，JOOSG，ABBEYC.WindpowerimpactonsystemfrequencydeviationandanESSbasedpowerfilteringalgorithmsolution［C］∥IEEEPowerSystemConferenceandExposition.Atlanta，USA：［s.n.］，2006：2077-2084.［8］，，.［J］.，2007，27（10）：69-73.SUNGuoxia，LIXiaocong，CAIYiming.Modelingandsimultionofvariable-speedwindgeneratorsystemwithlargecapacity［J］.ElectricPowerAutomationEquipment，2007，27（10）：69-73.［9］，，.PILEDPWM［J］.，2006，27（2）：132-135.YUFaping，ZHANGXing，WANGGuohua.Researchoncon-trollerofPWMconstantcurrentbasedonadaptivePIcontrolforphotovoltaicLEDlightingsystems［J］.ActaEnergiaeSolarisSinica，2006，27（2）：132-135.［10］NOMURAS，OHATAY，HAGITAT，etal.WindfarmslinkedbySMESsystems［J］.IEEETransonAppliedSuperconductivity，2005，15（2）：1951-1954.［11］YOSHIMOTOK，NANAHARAT，KOSHIMIZUG，etal.Opera-tionalsimulationofbatteryenergystoragesystemforsmoothingoutputfluctuationofwindpowergenerationsystemwithbatteryenergystoragesystem［C］∥Procof2006AnnualConference，Power&EnergySociety.Tokyo，Japan：［s.n.］，2006：1244-1251.［12］，，.［J］.，2008，32（11）：70-73.LIANGLiang，LIJianlin，XUHonghua.Reactivepowercontrolstrategyfordoubly-fedinductionwindpowergenerationsystemunderfaultinpowernetwork［J］.PowerSystemTechnology，2008，32（11）：70-73.［13］，，.［J］.，2008，42（3）：19-21.LIANGLiang，LIJianlin，XUHonghua.Researchonlowvol-tageridethroughofdouble-fedinductivegeneratorwindpowersystem［J］.PowerElectronics，2008，42（3）：19-21.［14］LIHui，CARTESD，STEURERM，etal.ControldesignofSTAT-COMwithsuperconductivemagneticenergystorage［L］.IEEETransonAppliedSuperconductivity，2005，15（6）：1883-1886.（：）：（1983-），，，，，（E-mail：[e-mail]）；（1976-），，，，，。，：-8