基于SVPWM算法的DSP控制的抑制風電功率波動的儲能系統技術方案

一種基于SVPWM算法DSP控制的抑制風電功率波動的儲能系統，其特征在于主電路單元、同步信號檢測電路單元和DSP控制器單元；其工作方法包括：信號采集、編寫算法、發出脈沖、能量儲存；其優越性在于：①簡單易行；②獨立控制有功功率和無功功率；③有效地提高PWM變流器的電壓利用率；④有更快的處理速度和很高的靈敏度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于智能電網中分布式能源接入電網的
，特別是一種基于SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation-空間矢量脈寬調制)算法 DSP (DigitalSignal Processor——數字信號處理器)控制的抑制風電功率波動的儲能系統。
技術介紹
隨著傳統能源的日益減少，電力系統中形成了一個新研究熱點——分布式發電技術(Distributed Generation Technology)。分布式發電設備在并網時往往帶來很多問題，通過增加儲能裝置，可以減小風電場并網對系統穩定性產生的影響，對提高電能質量具有重要意義。風力發電是當今世界上可再生能源開發利用中技術最成熟、最具規模開發和商業化發展前景的發電技術。但是，作為間歇式能源，風力發電不可為第一代電網利用的直接原因是其無法連續輸出功率的特性。目前我國既有的風力發電系統由于間歇性導致的功率無法穩定輸出的問題，使得其仍然無法大規模并網發電，只能就地消耗或者用于對電能質量要求不高的場所。但是，二代電網的建設已經啟動，風電大規模并網發電是大勢所趨，因此對風力發電功率平滑穩定的輸出的研究就顯得格外重要。目前，已提出了多種方法來解決風電場輸出功率波動的平滑。有采用直接調節風力渦輪機運行狀態的方法來平滑其輸出功率，但該方法對功率調節能力有限。也有通過在全風速范圍內結合變槳距和變速控制來平滑發電機輸出有功功率，但該方法不能最大效率地利用風能。還有采用并聯靜止無功補償裝置調節無功波動，維持風力發電電網接入點電壓的穩定，但不能平滑有功功率波動。儲能技術的發展為風力發電大規模并網及改善風力發電性能提供了一種有效途徑，儲能既可平滑有功功率波動，又可調節無功功率，在很大程度上解決了風力發電的隨機性和波動性問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供基于SVPWM算法DSP控制的抑制風電功率波動的儲能系統及方法，它可以克服現有技術的不足，是一種可以應用于電力系統的功率平滑輸出領域，將蓄電池儲能技術與風力發電技術相結合，能夠減少風電場輸出功率波動對電網的影響，有利于改善并網風電場的穩定性的系統及方法。本專利技術的技術方案一種基于SVPWM算法DSP控制的抑制風電功率波動的儲能系統，其特征在于主電路單元、同步信號檢測電路單元和DSP控制器單元；其中，所述同步信號檢測電路單元的輸入端采集主電路單元中的同步電壓及電流信號，其輸出端連接DSP控制器單元的輸入端；所述DSP控制器單元的輸入端采集主電路單元的電壓電流信號，其輸出端連接主電路單元的輸入端。所述主電路單元包括無窮大電網、三相交流電源、三相變壓器、濾波單元、三相PWM變流器和蓄電儲能單元構成；其中，所述無窮大大電網的輸出端連接三相交流電源；所述三相交流電源的輸出端連接三相變壓器的輸入端以及同步信號檢測電路單元的輸入端；所述三相變壓器的輸出端連接濾波單元的輸入端以及DSP控制器單元的輸入端；所述三相PWM變流器的輸入端與濾波單元的輸入端連接，其輸出端與蓄電儲能單元的輸入端連接。所述三相PWM變流器是能夠工作在整流逆變狀態，能夠實現混合儲能系統和電網側能量的雙向流動，可以解耦控制風電場并網后注入電網的有功功率和無功功率的帶IGBT單元的三相電壓型PWM變流器。所述DSP控制單元包括捕獲單元、轉換器ADCINO和轉換器ADCINl單元、驅動單元、SVPWM脈沖產生單元、電流控制算法單元和轉換器ADCIN2單元；其中，所述捕獲單元的輸入端接收同步信號檢測單元發出的三相電流和電壓信號，其輸出端連接電流控制算法單元的輸入端；所述電流控制算法單元的輸入端還與轉換器ADCINO和轉換器ADCINl單元的輸出端以及轉換器ADCI2單元的輸出端連接，其輸出端連接SVPWM脈沖產生單元的輸入端；所述驅動單元的輸入端接收來自SVPWM脈沖產生單元發出的脈沖信號，其輸出端連接三相 PWM變流器的IGBT單元；所述轉換器ADCINO和轉換器ADCINl單元的輸入端采集三相變壓器出線端的電壓信號。所述DSP控制單元選用處理數據的指令周期為50ns，并且采用數據并行處理技術的集成ADC轉換器、串行通訊協議、9路PWM發生接口和輸入輸出口的TI公司的TMS320F240DSP芯片。一種基于SVPWM的DSP控制的抑制風電功率波動的儲能系統的工作方法，其特征在于它是由以下步驟構成(I)同步信號檢測電路單元實時地采集三相電網中的三相電流信號和電壓信號，并將其傳送給DSP控制器單元中的捕獲單元，等待其對數據進行處理；(2) DSP控制器單元的捕獲單元根據得到的同步信號檢測電路單元送入的電壓電流信號后，同時獲取控制器ADCINO和控制器ADCINl單元的信號，由電流控制算法單元編寫電流的控制算法；(3) DSP控制器單元根據編寫好的電流控制算法，將其輸出給SVPWM脈沖產生單元，使其發生算法下的SVPWM脈沖信號，從而使驅動單元來控制三相PWM變流器來實現對交流側和直流側的功率交換以及穩定直流側電壓的控制；(4)當風電場發出的功率充足時，三相PWM變流器將多余的能量儲存于蓄電池儲能單兀中；(5)當風電場發出的功率不足時，儲能裝置將放電，把儲存的能量通過三相PWM變流器回饋至三相電網，以維持并網功率的平衡。所述步驟(3)中的電流控制算法采用了前饋解耦的方法對有功電流和無功電流進行分別控制，它包括以下步驟①通過坐標變換，將三相PWM變流器的數學模型變為d_q坐標下的數學模型，d_q坐標系下三相VSC (Voltage Source Convertor-電壓源型變流器)的數學模型為權利要求1.一種基于SVPWM算法DSP控制的抑制風電功率波動的儲能系統，其特征在于主電路單元、同步信號檢測電路單元和DSP控制器單元；其中，所述同步信號檢測電路單元的輸入端采集主電路單元中的同步電壓及電流信號，其輸出端連接DSP控制器單元的輸入端；所述DSP控制器單元的輸入端采集主電路單元的電壓電流信號，其輸出端連接主電路單元的輸入端。2.根據權利要求I所述一種基于SVPWM算法DSP控制的抑制風電功率波動的儲能系統，其特征在于所述主電路單元包括無窮大電網、三相交流電源、三相變壓器、濾波單元、三相PWM變流器和蓄電儲能單元構成；其中，所述無窮大大電網的輸出端連接三相交流電源；所述三相交流電源的輸出端連接三相變壓器的輸入端以及同步信號檢測電路單元的輸入端；所述三相變壓器的輸出端連接濾波單元的輸入端以及DSP控制器單元的輸入端；所述三相PWM變流器的輸入端與濾波單元的輸入端連接，其輸出端與蓄電儲能單元的輸入端連接。3.根據權利要求2所述一種基于SVPWM算法DSP控制的抑制風電功率波動的儲能系統，其特征在于所述三相PWM變流器是能夠工作在整流逆變狀態，能夠實現混合儲能系統和電網側能量的雙向流動，可以解耦控制風電場并網后注入電網的有功功率和無功功率的帶IGBT單元的三相電壓型PWM變流器。4.根據權利要求I所述一種基于SVP麗算法DSP控制的抑制風電功率波動的儲能系統，其特征在于所述DSP控制單元包括捕獲單元、轉換器ADCINO和轉換器ADCINl單元、驅動單元、SVPWM脈沖產生單元、電流控制算法單元和轉換器ADCIN2單元；其中，所述捕獲單元的輸入端本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于SVPWM算法DSP控制的抑制風電功率波動的儲能系統，其特征在于主電路單元、同步信號檢測電路單元和DSP控制器單元；其中，所述同步信號檢測電路單元的輸入端采集主電路單元中的同步電壓及電流信號，其輸出端連接DSP控制器單元的輸入端；所述DSP控制器單元的輸入端采集主電路單元的電壓電流信號，其輸出端連接主電路單元的輸入端。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬幼捷，鄧大龍，周雪松，
申請(專利權)人：天津理工大學，
類型：發明
國別省市：