CN106100517A - 一种角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法 - Google Patents

Abstract

一种角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法，在有光照条件下，角型三相串联式光伏电站不能并网工作时，分别控制A、B、C每相交流串联单元输出端的首、末端短路，控制第n台功率模块由输出方式转换成输入方式，将第一台至第n‑1台功率模块的输出功率经第n台功率模块输出端反向对储能电池组充电。并依据A相交流串联串联单元、B相交流串联串联单元和C相交流串联单元的功率模块串联输入功率值，以及储能电池组充电特性和充电电压范围，计算出A、B、C每相交流串联单元的第一台至第n‑1台功率模块的输出电压分配值，通过第n台功率模块输出端将光伏方阵输入功率反向输入对应的储能电池组中存储；n为≥1的整数。

Description

一种角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能光伏发电系统的控制方法。

背景技术

为适应光伏电站的快速发展，星、角型互补平衡串联式光伏电站改变了集中式、组串式发电结构，它不仅具有输出电压高、电流小、传输距离远、电网平衡、电网波动及无功单相支撑等特点，而且减少汇流、变压器等设备，降低电站建设及运行成本。然而角型互补平衡串联式光伏电站也存在一定的缺点，当电网调度命令要求限功率输出时，以及在弱光条件下，或大部分光伏方阵被遮挡时，光伏方阵的输出功率不能满足角型三相串联式光伏电站启动功率时，光伏电站的发电功率没有被有效利用，造成光伏电站发电功率损失，即行业所说的弃光现象。

发明内容

本发明目的是克服在有光照条件下，电网调度命令限功率输出，以及现有技术光伏方阵低功率输出，光伏方阵的输出功率不能满足角型三相串联式光伏电站的启动功率时，角型三相串联式光伏电站无法并网，此时光伏方阵输出功率不能被有效利用，造成光伏电站发电功率损失的缺点，提出一种角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法。本发明在有光照条件下角型三相串联式光伏电站不能并网工作时，将光伏方阵输入的功率存储，此过程称为储能工作模式。

在有光照条件下，角型三相串联式光伏电站不能并网工作时，本发明通过角型三相串联式光伏电站的星角型并网平衡控制器控制角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，即：星角型并网平衡控制器分别控制A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元输出端的首、末端短路，控制第n台功率模块由输出方式转换成输入方式，将第一台至第n-1台功率模块的输出功率经第n台功率模块输出端反向对对应的储能电池组充电。并依据A相交流串联串联单元、B相交流串联串联单元和C相交流串联单元的功率模块串联输入功率值，以及对应的储能电池组充电特性和充电电压范围，分别计算出A相交流串联串联单元、B相交流串联串联单元和C相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压分配值，通过第n台功率模块输出端将光伏方阵输入功率反向输入对应的储能电池组中存储。

所述的角型三相串联式光伏电站由A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元、星角型并网平衡控制器和三组储能电池组组成，有并网和储能两种工作模式。

A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元由n台功率模块输出端首尾串联组成，n为≥1的整数。每台功率模块的输入端接入光伏组串，经功率模块MPPT最大功率跟踪，DC/AC高压隔离转换输出功率。其中第一台和第n台功率模块具有充放电储能控制回路，通过充放电控制开关与对应的储能电池组连接，具有储能输入、输出功率功能。

A相交流串联单元的末端与B相交流串联单元的首端连接，B相交流串联单元的末端与C相交流串联单元的首端连接，C相交流串联单元的末端与A相交流串联单元的首端连接，组成角型连接，每个连接点分别为：U_b、U_c、U_a。U_a、U_b、U_c也是角型三相串联式光伏电站三相输出端。角型三相串联式光伏电站三相输出电压分别为A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元的首、末两端电压差值，分别为U_AB、U_BC、U_CA。

所述的角型三相串联式光伏电站的三相输出电压值U_AB、U_BC、U_CA，分别为A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中各功率模块输出电压之和，即：

$U_{AB}=\underset{n}{\overset{1}{\Σ}}{U}_a\left(n\right)=U_{a1}+U_{a2}+......+U_{an-1}+U_{an};U_{BC}=\underset{n}{\overset{1}{\Σ}}{U}_b\left(n\right)=U_{b1}+U_{b2}+......+U_{bn-1}+U_{bn};$

$U_{CA}=\underset{n}{\overset{1}{\Σ}}{U}_c\left(n\right)=U_{c1}+U_{c2}+......+U_{cn-1}+U_{cn}$

式中，U_a1、U_a2，......，U_an-1、U_an为A相交流串联单元中的各功率模块输出电压，U_b1、U_b2，......，U_bn-1、U_bn为B相交流串联单元中的各功率模块输出电压，U_c1、U_c2，......，U_cn-1、U_cn为C相交流串联单元中的各功率模块输出电压。

所述的星角型并网平衡控制器由交流接触器及协调控制器组成。并网点三相交流输出端与星角型并网平衡控制器的断路器的三组输入端连接，断路器的三组输出端与交流接触器的三组常开触头连接，交流接触器的三组动触头分别与角型三相串联式光伏电站的三相输出端连接，也即分别与A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的首端连接，交流接触器的三组常闭触头分别与A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的末端连接。

星角型并网平衡控制器控制、协调对应的储能电池组与A相交流串联式单元、B相交流串联式单元、C相交流串联式单元，执行并网、储能两种工作模式。并网工作模式输出时，实现角型三相串联式光伏电站的大容量、高电压、小电流、平衡输出；储能工作模式时，将A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元光伏方阵输出功率存储于三组储能电池组，避免弃光现象，大大提高电站发电效率。

所述的三组储能电池组为A相交流串联单元与B相交流串联单元共用的E_AB储能电池组、B相交流串联单元与C相交流串联单元共用的E_BC储能电池组，以及C相交流串联单元与A相交流串联单元共用的E_CA储能电池组。三组储能电池组分别对应每相交流串联单元，用于补充或存储功率。

本发明角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法的步骤如下：

(1)第一步，在有光照时，星角型并网平衡控制器实时读取电网调度命令和角型三相串联式光伏电站中每个功率模块的输入功率数据，分别判断电网调度命令是否要求限功率输出，以及每相交流串联单元的输入功率是否大于或等于角型三相串联式光伏电站启动功率值。当判断电网调度命令限功率输出或每相交流串联单元的输入功率不大于或也不等于角型三相串联式光伏电站启动功率值时，星角型并网平衡控制器控制交流接触器处于常闭状态，角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，使A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的输出首端和末端连接；同时星角型并网平衡控制器分别控制A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的第一功率模块至第n-1个功率模块的串联输出功率，在第n-1个功率模块与第n功率模块的连接端，经第n功率模块的输出端反向对相应的E_AB、E_BC、E_CA储能电池组充电；

当星角型并网平衡控制器判断A相交流串联单元、B相交流串联单元或C相交流串联单元的其中一相或二相中的每相功率模块输入功率值之和小于星型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd时，星角型并网平衡控制器同时分别读取三组储能电池组的储存容量，并判断三组储能电池组的储存容量是否满足补充对应的一相或二相交流串联单元的功率值的要求，如不满足，星角型并网平衡控制器控制交流接触器处于常闭状态，角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，在A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元的第n-1个功率模块与第n功率模块的连接端，经第n功率模块的输出端反向对相应的E_AB、E_BC、E_CA储能电池组充电；

(2)第二步，依据A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元中功率模块串联输入功率值和对应的储能电池组的充电电压范围，分别计算出A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压值。

所述的第一步中，在有光照时，星角型并网平衡控制器分别实时读取电网调度命令和角型三相串联式光伏电站中每个功率模块数据，首先分析、判断电网调度命令是否限功率输出，如是，则角型三相串联式光伏电站直接进入储能工作模式，如不是，计算、分析、判断每相交流串联单元的输入功率是否大于或等于角型三相串联式光伏电站启动功率值：

$P_{ia1}+P_{ia2}+......P_{ian-1}+P_{ian}=\underset{n}{\overset{1}{\Σ}}{P}_{ia}\left(n\right)\≥P_{qd}---\left(1\right)$

$P_{ib1}+P_{ib2}+......P_{ibn-1}+P_{ibn}=\underset{n}{\overset{1}{\Σ}}{P}_{ib}\left(n\right)\≥P_{qd}---\left(2\right)$

$P_{ic1}+P_{ic2}+......P_{icn-1}+P_{icn}=\underset{n}{\overset{1}{\Σ}}{P}_{ic}\left(n\right)\≥P_{qd}---\left(3\right)$

其中，P_ia1、P_ia2、P_ian-1、P_ian分别为A相串联单元中的第一功率模块到第n功率模块输入功率值；P_ib1、P_ib2、P_ibn-1、P_ibn分别为B相串联单元中的第一功率模块到第n个功率模块输入功率值；P_ic1、P_ic2、P_icn-1、P_icn分别为C相串联单元中的第一功率模块到第n个功率模块输入功率值；分别为A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元中功率模块输入功率值之和；P_qd为角型三相串联式光伏电站的A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元启动功率值。

当A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中，功率模块输入功率值之和都大于或等于角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd时，即： 星角型并网平衡控制器控制交流接触器吸合，A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元输出并网，使角型三相串联式光伏电站进入并网工作模式。

反之，判断A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中功率模块输入功率值之和是否都小于角型三相串联式光伏电站启动功率值，即： 如是，角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，即：星角型并网平衡控制器控制交流接触器处于常闭状态，使A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的首、末输出端短路，与并网点断开，交流接触器A相动点与常闭点接通、与常开点断开；B相动点与常闭点接通、与常开点断开；C相动点与常闭点接通、与常开点断开。由于A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的第n功率模块具有储能功率双向输入、输出功能，由此星角型并网平衡控制器分别控制A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的第一功率模块至第n-1个功率模块，在第n-1个功率模块与第n功率模块的连接端，经第n功率模块的输出端和第n台充放电控制开关输入、输出端再通过对应的储能电池组的双向输入、输出端反向对相应的E_AB、E_BC、E_CA储能电池组充电，即：

$P_{ia1}+P_{ia2}+......+P_{ian-1}=\underset{n-1}{\overset{1}{\Σ}}{P}_{ia}\left(n\right)=P_{abatt}---\left(4\right)$

$P_{ib1}+P_{ib2}+......+P_{ibn-1}=\underset{n-1}{\overset{1}{\Σ}}{P}_{ib}\left(n\right)=P_{bbatt}---\left(5\right)$

$P_{ic1}+P_{ic2}+......+P_{icn-1}=\underset{n-1}{\overset{1}{\Σ}}{P}_{ic}\left(n\right)=P_{cbatt}---\left(6\right)$

其中，P_abatt、P_bbatt、P_cbatt分别为A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元在第一台至第n-1台功率模块输入功率之和。

当角型三相串联式光伏电站的一相交流串联单元或二相交流串联单元中，每相交流串联单元的功率模块输入功率值之和都小于角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd时，如：若A相交流串联单元和B相交流串联单元中，每相交流串联单元的功率模块输入功率值之和都小于角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd：

$\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ia}\left(n\right)<P_{qd},$

$\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ib}\left(n\right)<P_{qd},$

星角型并网平衡控制器分别读取E_AB的储能电池组的储存容量P_abatt×t_out、E_BC的储能电池组的储存容量P_bbatt×t_out、E_CA的储能电池组的储存容量P_cbatt×t_out，同时分别计算上述A相交流串联单元和B相交流串联单元的输入功率和与启动功率值P_qd差值，即：

$P_{qd}-\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ia}\left(n\right)={\mathrm{\&Delta;P}}_{abatt},$

$P_{qd}-\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ib}\left(n\right)={\mathrm{\&Delta;P}}_{bbatt};$

判断该差值ΔP_bbatt与ΔP_abatt之和是否大于或等于E_AB、E_BC、E_CA储能电池组储存容量之和(P_abatt+P_bbatt+P_cbatt)t_out，即：

(P_abatt+P_bbatt+P_cbatt)t_out≥(ΔP_abatt+ΔP_bbatt)t₁₀

当判断(P_abatt+P_bbatt+P_cbatt)t_out≥(ΔP_abatt+ΔP_bbatt)t₁₀，星角型并网平衡控制器控制交流接触器吸合，角型三相串联式光伏电站进入并网工作模式，即：A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的输出端并网。同时依据电网需求功率，星角型并网平衡控制器控制A相交流串联单元、B相交流串联单元的第一和第n台功率模块的双向充、放电回路，调整E_AB、E_BC、E_CA储能电池组输出功率，使角型三相串联式光伏电站实现平衡输出。

其中，t_out为E_AB、E_BC、E_CA储能电池组功率输出时间，单位为小时，t_out≥1/6；ΔP_abatt为角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd与A相交流串联单元中功率模块入功率值之和的差值；ΔP_bbatt为角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd与B相交流串联单元中功率模块入功率值之和的差值；t₁₀为ΔP_abatt和ΔP_abatt功率输出时间，单位为小时，t₁₀≥1/6。

当判断(P_abatt+P_bbatt+P_cbatt)t_out<(ΔP_abatt+ΔP_bbatt)t₁₀，星角型并网平衡控制器仍控制交流接触器处于常闭状态，角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，即：A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的首、末输出端短路，与并网点断开，即：A相交流串联单元的首输出端和末输出端，通过交流接触器的动点与常闭点接通，与常开点断开；B相交流串联单元的首输出端和末输出端，通过交流接触器的动点与常闭点接通，与常开点断开；C相交流串联单元的首输出端和末输出端，通过交流接触器的动点与常闭点接通、与常开点断开。

星角型并网平衡控制器分别控制A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的第一功率模块到第n-1个功率模块，在第n-1个功率模块与第n功率模块的连接端，经第n功率模块的输出端，分别通过对应的E_AB、E_BC、E_CA储能电池组双向输入、输出端反向对E_AB、E_BC、E_CA储能电池组充电。

所述的第二步中，由电功率计算公式P＝I×U及A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的功率模块串联输出电流相等可知，每相交流串联单元的功率模块输出电流值分别为I_as、I_bs、I_cs；将A相交流串联单元中功率模块A₁、A₂、……、A_n-1输入功率值P_ia1、P_ia2、......、P_ian-1、B相交流串联单元中功率模块B₁、B₂、……、B_n-1输入功率值P_ib1、P_ib2、......、P_ibn-1、C相交流串联单元中功率模块C₁、C₂、……、C_n-1输入功率值P_ic1、P_ic2、......、P_icn-1；代入式4、式5和式6中得：

P_ia1+P_ia2+、......、+P_ian-1＝I_as(U_a1+U_a2+、....、+U_an-1) (7)

P_ib1+P_ib2+、......、+P_ibn-1＝I_bs(U_b1+U_b2+、......、+U_bn-1) (8)

P_ic1+P_ic2+、......、+P_icn-1＝I_cs(U_c1+U_c2+、......、+U_cn-1) (9)

由于E_AB储能电池组、E_BC储能电池组和E_CA储能电池组的充电电压范围为U_{batt_min}≤U_batt≤U_{batt_max}，令A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的输出电流I_as、I_bs、I_cs等于E_AB储能电池组、E_BC储能电池组、和E_CA储能电池组对应的充电电流I_abatt、I_bbatt、I_cbatt，即：I_as＝I_abatt、I_bs＝I_bbatt、I_cs＝I_cbatt；

其中，U_{batt_max}为储能电池组最高充电电压值；U_{batt_min}为储能电池组最低充电电压值；U_batt为储能电池组充电电压值；I_abatt、I_bbatt、I_cbatt分别为A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元对E_AB储能电池组、E_BC储能电池组及E_CA储能电池组充电电流值。

依据E_AB储能电池组的输入功率P_abatt、E_BC储能电池组的输入功率P_bbatt和E_CA储能电池组的输入功率P_cbatt、输入电压U_batt及功率模块隔离变压器变比η，分别计算出A相交流串联光伏单元、B相交流串联光伏单元、C相交流串联光伏单元的第一台至第n-1台功率模块串联输出电压值：

由于：

$P_{abatt}=U_{batt}\&times;I_{abatt}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ia}\left(n\right),$

$P_{bbatt}=U_{batt}\&times;I_{bbatt}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ib}\left(n\right),$

$P_{cbatt}=U_{batt}\&times;I_{cbatt}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ic}\left(n\right)$

和：

$U_{batt}\&times;\mathrm{\&eta;}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right),$

$U_{batt}\&times;\mathrm{\&eta;}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right),$

$U_{batt}\&times;\mathrm{\&eta;}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right),$

可知：

$\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right)=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right)=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right)=\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt},$

所以：

$P_{abatt}=I_{as}\&times;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right)/\mathrm{\&eta;}---\left(10\right);$

$P_{bbatt}=I_{bs}\&times;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right)/\mathrm{\&eta;}---\left(11\right);$

$P_{cbatt}=I_{cs}\&times;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right)/\mathrm{\&eta;}---\left(12\right)$

分别将式10、式11、式12对应代入式4、式5、式6，得：

$\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right)=\mathrm{\&eta;}(P_{ia1}+P_{ia2}+,......,+P_{ian-1})/I_{as}---\left(13\right);$

$\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right)=\mathrm{\&eta;}(P_{ib1}+P_{ib2}+,......,+P_{ibn-1})/I_{bs}---\left(14\right);$

$\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right)=\mathrm{\&eta;}(P_{ic1}+P_{ic2}+,......,+P_{icn-1})/I_{cs}---\left(15\right);$

由此，星角型并网平衡控制器分别控制三相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压分配值，分别为：

A相：

U_a1＝η×P_ia1/I_as、U_a2＝η×P_ia2/I_as、……、U_an-1＝η×P_ian-1/I_as；

B相：

U_b1＝η×P_ib1/I_bs、U_b2＝η×P_ib2/I_bs、……、U_bn-1＝η×P_ibn-1/I_bs；

C相：

U_c1＝η×P_ic1/I_cs、U_c2＝η×P_ic2/I_cs、……、U_cn-1＝η×P_icn-1/I_cs。

由于受储能电池组的充电电压范围所限，所以A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压值范围如下：

$\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_min}\&le;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right)<\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_max};$

$\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_min}\&le;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right)<\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_max};$

$\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_min}\&le;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right)<\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_max}.$

由此本发明角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法，将电网调度命令限制功率输出和光伏方阵低功率输出不能并网功率，通过储能模式控制将发电功率存储，有效利用太阳能资源，使光伏电站发电效率大大提高，避免由于电网限功率要求使光伏电站造成弃光现象。同时很好的解决多年来由于光伏输出功率波动特性，造成电网供电波动，电网调度不得不采取限制功率输出和限制高比例接入电网的问题，提高电网供电的稳定性，给光伏电站高比例接入电网提供了可能。

附图说明

图1为角型三相串联式光伏电站储能模式控制原理框图；

图2为角型三相串联式光伏电站储能模式判断及控制方法流程图；

图3为A、B、C每相交流串联单元功率模块串联输出电压分配方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

如图1所示，角型三相串联式光伏电站由A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元、星角型并网平衡控制器和三组储能电池组组成，具有并网和储能两种工作模式。

所述的A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元均由n台功率模块输出端首尾串联组成，n为≥1的整数。每台功率模块的输入端接入光伏组串，经功率模块MPPT最大功率跟踪、DC/AC高压隔离转换输出功率。其中第一台和第n台功率模块具有充放电储能控制回路，第一台充放电控制开关的输入、输出端O_a1、O_b1、O_c1分别与E_AB储能电池组、E_BC储能电池组和E_CA储能电池组的双向输入、输出端口E_a1、E_b1、E_c1对应连接，第n台充放电控制开关的输入、输出端O_an、O_bn、O_cn分别与E_AB储能电池组、E_BC储能电池组和E_CA储能电池组的双向输入、输出端口E_an、E_bn、E_cn对应连接，具有储能输入、输出功率功能。

A相交流串联单元的末端U_an与B相交流串联单元的首端U_b连接，B相交流串联单元的末端U_bn与C相交流串联单元的首端U_c连接，C相交流串联单元的末端U_cn与A相交流串联单元的首端U_a连接，组成角型连接。U_a、U_b、U_c也是角型三相串联式光伏电站三相输出端。角型三相串联式光伏电站三相输出电压分别为A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元的首、末两端电压差值，分别为U_AB、U_BC、U_CA。

所述的角型三相串联式光伏电站的三相输出电压值U_AB、U_BC、U_CA，分别为A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中各功率模块输出电压之和，即：

$U_a=\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right)=U_{a1}+U_{a2}+......+U_{an-1}+U_{an};U_b=\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right)=U_{b1}+U_{b2}+......+U_{bn-1}+U_{bn};$

$U_c=\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right)=U_{c1}+U_{c2}+......+U_{cn-1}+U_{cn}$

式中，U_a1、U_a2，......，U_an-1、U_an为A相交流串联单元中的功率模块A₁、A₂，......，A_n-1、A_n的输出电压，U_b1、U_b2，......，U_bn-1、U_bn为B相交流串联单元中功率模块B₁、B₂，......，B_n-1、B_n的输出电压，U_c1、U_c2，......，U_cn-1、U_cn为C相交流串联单元中功率模块C₁、C₂，......，C_n-1、C_n的输出电压。

所述的星角型并网平衡控制器由交流接触器及协调控制器组成。并网点三相交流输出端分别与断路器K_AD、K_BD、K_CD的输入端连接，断路器K_AD、K_BD、K_CD的输出端分别与所述交流接触器的三组常开触头K_A-3、K_B-3、K_C-3连接，交流接触器的三组动触头K_A-1、K_B-1、K_C-1分别与A相交流串联单元的输出首端U_a、B相交流串联单元的输出首端U_b、C相交流串联单元的输出首端U_c连接，交流接触器三组常闭触头K_A-2、K_B-2、K_C-2分别与A相交流串联单元的输出末端U_an、B相交流串联单元的输出末端U_bn、C相交流串联单元的输出末端U_cn连接。

星角型并网平衡控制器控制、协调E_AB储能电池组、E_BC储能电池组和E_CA储能电池组与A相交流串联式单元、B相交流串联式单元、C相交流串联式单元，使角型三相串联式光伏电站处于并网和储能两种工作模式。角型三相串联式光伏电站处于并网工作模式输出时，能够实现角型三相串联式光伏电站的大容量、高电压、小电流、平衡输出；角型三相串联式光伏电站处于储能工作模式时，将A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元光伏方阵输出功率存储在对应的E_AB储能电池组、E_BC储能电池组和E_CA储能电池组中，避免弃光现象，大大提高电站发电效率。

所述的三组储能电池组为A与B相交流串联单元共用的E_AB储能电池组、B与C相交流串联单元共用的E_BC储能电池组和C与A相交流串联单元共用的E_CA储能电池组。三组储能电池组分别对应每相交流串联单元，用于补充或存储功率。

本发明角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法的步骤如下：

(1)第一步，在有光照时，星角型并网平衡控制器分别实时读取电网调度命令和角型三相串联式光伏电站中A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的输入功率数据和并分别判断电网调度命令是否要求限功率输出和每相交流串联单元的输入功率值是否大于或等于角型三相串联式光伏电站启动功率P_qd值。当判断电网调度命令限功率输出或当A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的输入功率不大于或也不等于角型三相串联式光伏电站启动功率P_qd的值时，星角型并网平衡控制器控制交流接触器处于常闭状态，角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，使A相交流串联单元的输出首端U_a与末端U_an、B相交流串联单元的输出首端U_b与末端U_bn以及C相交流串联单元的输出首端U_c与末端U_cn连接；星角型并网平衡控制器分别控制A相交流串联单元的第一功率模块A₁到第n-1个功率模块A_n-1的串联输出功率，在A相交流串联单元的第n-1个功率模块A_n-1与第n功率模块A_n连接端，经第n功率模块A_n的输出端到充放电控制开关输入、输出端O_an，再经E_AB储能电池组双向输入、输出E_an端，反向对E_AB储能电池组充电；B相交流串联单元的第一功率模块B₁到第n-1个功率模块B_n-1的串联输出功率，在B相交流串联单元的第n-1个功率模块B_n-1与第n功率模块B_n连接端，经第n功率模块B_n的输出端到充放电控制开关输入、输出端O_bn，再经E_BC储能电池组双向输入、输出E_bn端，反向对E_BC储能电池组充电；C相交流串联单元中的第一功率模块C₁到第n-1个功率模块C_n-1的串联输出功率，在第n-1个功率模块C_n-1与第n功率模块C_n的连接端，经第n功率模块C_n的输出端到充放电控制开关输入、输出端O_cn，再经E_CA储能电池组双向输入、输出E_cn端，反向对E_CA储能电池组充电；

当星角型并网平衡控制器判断A相交流串联单元、B相交流串联单元或C相交流串联单元中的一相或二相中的每相功率模块输入功率值之和小于角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd时，星角型并网平衡控制器同时读取E_AB、E_BC、E_CA储能电池组的储存容量P_abatt×t_out、P_bbatt×t_out、P_cbatt×t_out，并判断E_AB、E_BC、E_CA储能电池组的储存容量之和(P_abatt+P_bbatt+P_cbatt)t_out是否满足补充一相或二相交流串联单元的功率值的要求，如不满足，星角型并网平衡控制器控制交流接触器处于常闭状态，角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，星角型并网平衡控制器分别控制每相交流串联单元的第一功率模块至第n-1个功率模块的串联输出功率，分别在A相交流串联单元的第n-1个功率模块A_n-1与第n功率模块A_n的连接端，经第n功率模块A_n的输出端，再经E_AB储能电池组的双向输入、输出E_an端反向对E_AB储能电池组充电；在B相交流串联单元的第n-1个功率模块B_n-1与第n功率模块B_n的连接端，经第n功率模块B_n的输出端，再经E_BC储能电池组的双向输入、输出E_bn端反向对E_BC储能电池组充电；在C相交流串联单元的第n-1个功率模块C_n-1与第n功率模块A_n的连接端，经第n功率模块C_n的输出，再经过E_CA储能电池组双向输入、输出E_cn端反向对E_CA储能电池组充电。

(2)第二步，依据A相交流串联单元的功率模块串联输入功率B相交流串联单元的功率模块串联输入功率C相交流串联单元的功率模块串联输入功率的值，以及E_AB储能电池组、E_BC储能电池组和E_CA储能电池组的充电电压范围U_{batt_min}≤U_batt≤U_{batt_max}，分别计算出A相交流串联单元的第一台功率模块A₁至第n-1台功率模块A_n-1的输出电压B相交流串联单元B₁至第n-1台功率模块B_n-1的输出电压以及C相交流串联单元的第一台功率模块C₁至第n-1台功率模块C_n-1的输出电压值。

如图2所示，所述的第一步的控制方法为：

①在有光照时，星角型并网平衡控制器分别实时读取电网调度命令和角型三相串联式光伏电站中每个功率模块的数据；

②首先分析、判断电网调度命令是否限功率输出，如是，则执行步骤⑤直接进入星型三相串联式光伏电站储能工作模式，再执行步骤⑨转每相交流串联单元的功率模块串联输出，对储能电池组充电电压分配的方法流程。

③反之计算、分析、判断每相交流串联单元的输入功率是否大于或等于角型三相串联式光伏电站的启动功率P_qd值：

$P_{ia1}+P_{ia2}+......P_{ian-1}+P_{ian}=\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ia}\left(n\right)\&GreaterEqual;P_{qd}---\left(1\right)$

$P_{ib1}+P_{ib2}+......P_{ibn-1}+P_{ibn}=\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ib}\left(n\right)\&GreaterEqual;P_{qd}---\left(2\right)$

$P_{ic1}+P_{ic2}+......P_{icn-1}+P_{icn}=\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ic}\left(n\right)\&GreaterEqual;P_{qd}---\left(3\right)$

其中，P_ia1、P_ia2、P_ian-1、P_ian分别为A相交流串联单元中的第一功率模块到第n功率模块输入功率值；P_ib1、P_ib2、P_ibn-1、P_ibn分别为B相交流串联单元中的第一功率模块到第n个功率模块输入功率值；P_ic1、P_ic2、P_icn-1、P_icn C相串交流联单元中的第一功率模块到第n个功率模块输入功率值；分别为A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元的功率模块输入功率值之和；P_qd为角型三相串联式光伏电站启动功率值；

判断当A相交流串联单元的功率模块输入功率值之和、B相交流串联单元的功率模块输入功率值之和及C相交流串联单元的功率模块输入功率值之和都大于或等于角型三相串联式光伏电站的启动功率值P_qd时，即：则执行步骤⑧星角型并网平衡控制器控制交流接触器吸合，使A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元输出并网，角型三相串联式光伏电站进入并网工作模式，反之执行步骤④；

①判断A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元，每相交流串联单元的功率模块输入功率值之和是否都小于角型三相串联式光伏电站启动功率值，即：

如A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的功率模块输入功率值之和都不小于角型三相串联式光伏电站启动功率P_qd值，执行步骤⑤角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，再执行步骤⑨转每相交流串联单元的功率模块串联输出，对储能电池组充电电压分配的方法流程，反之执行步骤⑥；

星角型并网平衡控制器控制交流接触器处于常闭状态，角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，使A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的首、末输出端短路，与并网点断开，即：A相交流串联单元的首输出端和末输出端，通过交流接触器的动点K_{ab_1}与常闭点K_{ab_2}连接而接通、与并网点A相交流输出端通过常开点K_{ab_3}断开而离网；B相交流串联单元的首输出端和末输出端，通过交流接触器的动点K_{bc_1}与常闭点K_{bc_2}连接而接通、与并网点B相交流输出端通过常开点K_{bc_3}断开而离网；C相交流串联单元的首输出端和末输出端，通过交流接触器的动点K_{ca_1}与常闭点K_{ca_2}连接而接通、与并网点C相交流输出端通过常开点K_{ca_3}断开而离网。由于A相交流串联单元的第n功率模块A_n、B相交流串联单元的第n功率模块B_n和C相交流串联单元的第n功率模块C_n具有储能功率输入、输出功能，由此星角型并网平衡控制器分别在A相交流串联单元的第n-1个功率模块A_n-1与第n功率模块A_n的连接端，经第n功率模块A_n的输出端和第n台充放电控制开关输入、输出端O_an，再通过E_AB储能电池组的双向输入、输出端E_an反向E_AB储能电池组充电；在B相交流串联单元的第n-1个功率模块B_n-1与第n功率模块B_n的连接端，经第n功率模块B_n的输出端和第n台充放电控制开关输入、输出端O_bn，再通过E_BC储能电池组的双向输入、输出端E_bn反向E_BC储能电池组充电；在C相交流串联单元的第n-1个功率模块C_n-1与第n功率模块C_n的连接端，经第n功率模块C_n的输出端，和第n台充放电控制开关输入、输出端O_cn，再通过E_CA储能电池组的双向输入、输出端E_cn反向对E_CA储能电池组充电。

$P_{ia1}+P_{ia2}+......+P_{ian-1}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ia}\left(n\right)=P_{abatt}---\left(4\right)$

$P_{ib1}+P_{ib2}+......+P_{ibn-1}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ib}\left(n\right)=P_{bbatt}---\left(5\right)$

$P_{ic1}+P_{ic2}+......+P_{icn-1}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ic}\left(n\right)=P_{cbatt}---\left(6\right)$

其中，P_abatt为A相交流串联单元的E_AB储能电池组充电功率值，是第一台功率模块A₁至第n-1台功率模块A_n-1输入功率之和、P_bbatt为B相交流串联单元的E_BC储能电池组充电功率值，是第一台功率模块B₁至第n-1台功率模块B_n-1输入功率之和、P_cbatt为C相交流串联单元的E_CA储能电池组充电功率值，是第一台功率模块C₁至第n-1台功率模块C_n-1输入功率之和；

②当A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的其中一相或二相交流串联单元的功率模块输入功率值之和小于角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd时，如：若A相交流串联单元的功率模块输入功率值之和和B相交流串联单元的功率模块输入功率值之和都小于角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd：

$\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ia}\left(n\right)<P_{qd},$

$\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ib}\left(n\right)<P_{qd},$

星角型并网平衡控制器分别读取E_AB储能电池组的储存容量P_abatt×t_out、E_BC储能电池组的储存容量P_bbatt×t_out、E_CA储能电池组的储存容量P_cbatt×t_out，同时并分别计算A相交流串联单元输入功率B相交流串联单元输入功率与启动功率值P_qd差值，即：

$P_{qd}-\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ia}\left(n\right)={\mathrm{\&Delta;P}}_{abatt}$

$P_{qd}-\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ib}\left(n\right)={\mathrm{\&Delta;P}}_{bbatt};$

③判断ΔP_bbatt与ΔP_abatt之和是否大于或等于E_AB、E_BC、E_CA储能电池组储存容量之和(P_abatt+P_bbatt+P_cbatt)t_out，

即：(P_abatt+P_bbatt+P_cbatt)t_out≥(ΔP_abatt+ΔP_bbatt)t₁₀

当判断(P_abatt+P_bbatt+P_cbatt)t_out≥(ΔP_abatt+ΔP_bbatt)t₁₀，星角型并网平衡控制器控制交流接触器吸合，角型三相串联式光伏电站进入并网工作模式，即：A相交流串联单元的首输出端U_a和C相交流串联单元的末输出端U_cn，通过交流接触器的动点K_{ab_1}与常开点K_{ab_3}连接，与并网点A相交流输出端接通，动点K_{ab_1}与常闭点K_{ab_2}断开；B相交流串联单元的首输出端U_b和A相交流串联单元的末输出端U_an，通过交流接触器的动点K_{bc_1}与常开点K_{bc_3}连接，与并网点B相交流输出端接通，动点K_{bc_1}与常闭点K_{bc_2}断开；C相交流串联单元的首输出端U_c和B相交流串联单元的末输出端U_bn，通过交流接触器的动点K_{ca_1}与常开点K_{ca_3}连接，与并网点C相交流输出端接通，动点K_{ca_1}与常闭点K_{ca_2}断开。同时依据电网需求功率，星角型并网平衡控制器控制A相交流串联单元、B相交流串联单元的第一和第n台功率模块的双向充、放电回路，调整E_AB储能电池组、E_BC储能电池组和E_CA储能电池组输出功率，使角型三相串联式光伏电站实现平衡输出。其中，t_out为储能电池组功率输出时间，单位为小时，t_out≥1/6；ΔP_abatt为角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd与A相交流串联单元功率模块输入功率值之和的差值；ΔP_bbatt为角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd与B相交流串联单元功率模块输入功率值之和的差值；t₁₀为ΔP_abatt和ΔP_abatt功率输出时间，单位为小时，t₁₀≥1/6。

当判断(P_abatt+P_bbatt+P_cbatt)t_out≥(ΔP_abatt+ΔP_bbatt)t₁₀，执行步骤⑧，反之，星角型并网平衡控制器仍控制交流接触器处于常闭状态，执行步骤⑤角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，再执行步骤⑨转每相交流串联单元的功率模块串联输出，对储能电池组充电电压分配的方法流程。

如图3所示，所述的第二步每相交流串联单元的功率模块串联输出分配电压的方法如下：

①由电功率计算公式P＝I×U，及A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元中的功率模块串联输出电流相等可知，每相交流串联单元的功率模块输出电流值分别为I_as、I_bs、I_cs；将A相交流串联单元的功率模块A₁、A₂、……、A_n-1输入功率值P_ia1、P_ia2、......、P_ian-1、B相交流串联单元的功率模块B₁、B₂、……、B_n-1输入功率值P_ib1、P_ib2、......、P_ibn-1、C相交流串联单元的功率模块C₁、C₂、……、C_n-1输入功率值P_ic1、P_ic2、......、P_icn-1，代入式4、式5和式6中，得：

P_ia1+P_ia2+、......、+P_ian-1＝I_as(U_a1+U_a2+、....、+U_an-1) (7)

P_ib1+P_ib2+、......、+P_ibn-1＝I_bs(U_b1+U_b2+、......、+U_bn-1) (8)

P_ic1+P_ic2+、......、+P_icn-1＝I_cs(U_c1+U_c2+、......、+U_cn-1) (9)

由于E_AB储能电池组、E_BC储能电池组、E_CA储能电池组的充电电压范围为U_{batt_min}≤U_batt≤U_{batt_max}，令A相交流串联单元的输出电流等于E_AB储能电池组充电电流I_as＝I_abatt、B相交流串联单元的输出电流等于E_BC储能电池组充电电流I_bs＝I_bbatt和C相交流串联单元的输出电流等于E_CA储能电池组充电电流I_cs＝I_cbatt；

其中，U_{batt_max}为储能电池组最高充电电压值；U_{batt_min}为储能电池组最低充电电压值；U_batt为储能电池组充电电压值；I_abatt、I_bbatt、I_cbatt分别对应为A、B、C每相交流串联光伏单元对E_AB储能电池组、E_BC储能电池组、E_CA储能电池组充电电流值。

②依据E_AB储能电池组的输入功率P_abatt、E_BC储能电池组的输入功率P_bbatt、E_CA储能电池组的输入功率P_cbatt、输入电压U_batt及功率模块隔离变压器变比η，分别计算出A相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块A₁、A₂、……、A_n-1串联输出电压值、B相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块B₁、B₂、……、B_n-1串联输出电压值，以及C相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块C₁、C₂、……、C_n-1串联输出电压值：

由于：

$P_{bbatt}=U_{batt}\&times;I_{bbatt}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ib}\left(n\right),$

$P_{cbatt}=U_{batt}\&times;I_{cbatt}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ic}\left(n\right);$

和：

$U_{batt}\&times;\mathrm{\&eta;}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right),$

$U_{batt}\&times;\mathrm{\&eta;}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right),$

$U_{batt}\&times;\mathrm{\&eta;}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right),$

可知：

$\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right)=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right)=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right)=\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt},$

所以：

$P_{abatt}=I_{as}\&times;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right)/\mathrm{\&eta;}---\left(10\right);$

$P_{bbatt}=I_{bs}\&times;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right)/\mathrm{\&eta;}---\left(11\right);$

$P_{cbatt}=I_{cs}\&times;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right)/\mathrm{\&eta;}---\left(12\right);$

分别将式10、式11、式12对应代入式4、式5、式6，得：

$\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right)=\mathrm{\&eta;}(P_{ia1}+P_{ia2}+,......,+P_{ian-1})/I_{as}---\left(13\right);$

$\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right)=\mathrm{\&eta;}(P_{ib1}+P_{ib2}+,......,+P_{ibn-1})/I_{bs}---\left(14\right);$

$\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right)=\mathrm{\&eta;}(P_{ic1}+P_{ic2}+,......,+P_{icn-1})/I_{cs}---\left(15\right);$

③由此星角型并网平衡控制器控制三相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压值，分别为：

A相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块A₁、A₂、……、A_n-1，每台功率模块输出电压值分别为：

U_a1＝η×P_ia1/I_as、

U_a2＝η×P_ia2/I_as、

……、

U_an-1＝η×P_ian-1/I_as；

B相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块B₁、B₂、……、B_n-1，每台功率模块的输出电压值分别为：

U_b1＝η×P_ib1/I_bs、

U_b2＝η×P_ib2/I_bs、

……、

U_bn-1＝η×P_ibn-1/I_bs；

C相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块C₁、C₂、……、C_n-1，每台功率模块的输出电压值分别为：

U_c1＝η×P_ic1/I_cs、

U_c2＝η×P_ic2/I_cs、

……、

U_cn-1＝η×P_icn-1/I_cs；

④由于储能电池组的充电电压范围有限，所以每相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压值范围如下：

A相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压值范围为：

$\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_min}\&le;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right)<\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_max};$

B相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压值范围为：

$\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_min}\&le;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right)<\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_max};$

C相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压值范围为：

$\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_\min }\&le;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right)<\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_max}.$

Claims (4)

1.一种角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法，其特征在于，所述的控制方法为：在有光照条件下，角型三相串联式光伏电站不能并网工作时，通过角型三相串联式光伏电站的星角型并网平衡控制器控制角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，即：星角型并网平衡控制器分别控制A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元输出端的首、末端短路，控制第n台功率模块由输出方式转换成输入方式，将第一台至第n-1台功率模块的输出功率经第n台功率模块输出端反向对对应的储能电池组充电；并依据A相交流串联串联单元、B相交流串联串联单元和C相交流串联单元的功率模块串联输入功率值，以及对应的储能电池组充电特性和充电电压范围，分别计算出A相交流串联串联单元、B相交流串联串联单元和C相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压分配值，通过第n台功率模块输出端将光伏方阵输入功率反向输入对应的储能电池组中存储；n为≥1的整数。

2.按照权利要求1所述的角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法，其特征在于，所述的控制方法的具体步骤如下：

(1)第一步，在有光照时，星角型并网平衡控制器实时读取电网调度命令和角型三相串联式光伏电站中每个功率模块的输入功率数据，分别判断电网调度命令是否要求限功率输出，以及每相交流串联单元的输入功率是否大于或等于角型三相串联式光伏电站启动功率值；当判断电网调度命令限功率输出或每相交流串联单元的输入功率不大于或也不等于角型三相串联式光伏电站启动功率值时，星角型并网平衡控制器控制交流接触器处于常闭状态，角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，使A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的输出首端和末端连接；同时星角型并网平衡控制器分别控制A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的第一功率模块至第n-1个功率模块的串联输出功率，在第n-1个功率模块与第n功率模块的连接端，经第n功率模块的输出端反向对相应的E_AB、E_BC、E_CA储能电池组充电；

当星角型并网平衡控制器判断A相交流串联单元、B相交流串联单元或C相交流串联单元的其中一相或二相中的每相功率模块输入功率值之和小于星型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd时，星角型并网平衡控制器同时分别读取三组储能电池组的储存容量，并判断三组储能电池组的储存容量是否满足补充对应的一相或二相交流串联单元的功率值的要求，如不满足，星角型并网平衡控制器控制交流接触器处于常闭状态，角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，在A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元的第n-1个功率模块与第n功率模块的连接端，经第n功率模块的输出端反向对相应的E_AB、E_BC、E_CA储能电池组充电；

(2)第二步，依据A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元中功率模块串联输入功率值和对应的储能电池组的充电电压范围，分别计算出A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压值。

3.按照权利要求2所述的角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法，其特征在于，所述的第一步中，在有光照时，星角型并网平衡控制器分别实时读取电网调度命令和角型三相串联式光伏电站中每个功率模块数据，首先分析、判断电网调度命令是否限功率输出，如是，则角型三相串联式光伏电站直接进入储能工作模式，如不是，计算、分析、判断每相串联单元的输入功率是否大于或等于角型三相串联式光伏电站启动功率值：

$P_{ia1}+P_{ia2}+\mathrm{......}{P}_{ian-1}+P_{ian}=\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ia}\left(n\right)\&GreaterEqual;P_{qd}---\left(1\right)$

$P_{ib1}+P_{ib2}+\mathrm{......}{P}_{ibn-1}+P_{ibn}=\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ib}\left(n\right)\&GreaterEqual;P_{qd}---\left(2\right)$

$P_{ic1}+P_{ic2}+\mathrm{......}{P}_{icn-1}+P_{icn}=\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ic}\left(n\right)\&GreaterEqual;P_{qd}---\left(3\right)$

其中，P_ia1、P_ia2、P_ian-1、P_ian分别为A相交流串联单元中的第一功率模块到第n功率模块输入功率值；P_ib1、P_ib2、P_ibn-1、P_ibn分别为B相交流串联单元中的第一功率模块到第n个功率模块输入功率值；P_ic1、P_ic2、P_icn-1、P_icn分别为C相交流串联单元中的第一功率模块到第n个功率模块输入功率值；分别为A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元中功率模块输入功率值之和；P_qd为角型三相串联式光伏电站的A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元启动功率值；

当A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中，功率模块输入功率值之和都大于或等于角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd时，即： 星角型并网平衡控制器控制交流接触器吸合，A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元输出并网，使角型三相串联式光伏电站进入并网工作模式；

反之，判断A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中功率模块输入功率值之和是否都小于角型三相串联式光伏电站启动功率值，即： 如是，角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，即：星角型并网平衡控制器控制交流接触器处于常闭状态，使A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的首、末输出端短路，与并网点断开，交流接触器A相动点与常闭点接通、与常开点断开；B相动点与常闭点接通、与常开点断开；C相动点与常闭点接通、与常开点断开。由于A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的第n功率模块具有储能功率双向输入、输出功能，由此星角型并网平衡控制器分别控制A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的第一功率模块至第n-1个功率模块，在第n-1个功率模块与第n功率模块的连接端，经第n功率模块的输出端和第n台充放电控制开关输入、输出端再通过对应的储能电池组的双向输入、输出端反向对相应的E_AB、E_BC、E_CA储能电池组充电，即：

$P_{ia1}+P_{ia2}+\mathrm{......}+P_{ian-1}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ia}\left(n\right)=P_{abatt}---\left(4\right)$

$P_{ib1}+P_{ib2}+\mathrm{......}+P_{ibn-1}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ib}\left(n\right)=P_{bbatt}---\left(5\right)$

$P_{ic1}+P_{ic2}+\mathrm{......}+P_{icn-1}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ic}\left(n\right)=P_{cbatt}---\left(6\right)$

其中，P_abatt、P_bbatt、P_cbatt分别为A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元在第一台至第n-1台功率模块输入功率之和；

当角型三相串联式光伏电站的一相交流串联单元或二相交流串联单元中，每相交流串联单元的功率模块输入功率值之和都小于角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd时，如：若A相交流串联单元和B相交流串联单元中，每相交流串联单元的功率模块输入功率值之和都小于角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd：

$\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ia}\left(n\right)<P_{qd},$

$\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ib}\left(n\right)<P_{qd},$

星角型并网平衡控制器分别读取E_AB的储能电池组的储存容量P_abatt×t_out、E_BC的储能电池组的储存容量P_bbatt×t_out、E_CA的储能电池组的储存容量P_cbatt×t_out，同时分别计算上述A相交流串联单元和B相交流串联单元的输入功率和与启动功率值P_qd差值，即：

$P_{qd}-\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ia}\left(n\right)={\mathrm{\&Delta;P}}_{abatt},$

$P_{qd}-\underset{n}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ib}\left(n\right)={\mathrm{\&Delta;P}}_{bbatt};$

判断该差值ΔP_bbatt与ΔP_abatt之和是否大于或等于E_AB、E_BC、E_CA储能电池组储存容量之和(P_abatt+P_bbatt+P_cbatt)t_out，即：

(P_abatt+P_bbatt+P_cbatt)t_out≥(ΔP_abatt+ΔP_bbatt)t₁₀

当判断(P_abatt+P_bbatt+P_cbatt)t_out≥(ΔP_abatt+ΔP_bbatt)t₁₀，星角型并网平衡控制器控制交流接触器吸合，角型三相串联式光伏电站进入并网工作模式，即：A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的输出端并网。同时依据电网需求功率，星角型并网平衡控制器控制A相交流串联单元、B相交流串联单元的第一和第n台功率模块的双向充、放电回路，调整E_AB、E_BC、E_CA储能电池组输出功率，使角型三相串联式光伏电站实现平衡输出；

其中，t_out为E_AB、E_BC、E_CA储能电池组功率输出时间，单位为小时，t_out≥1/6；ΔP_abatt为角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd与A相交流串联单元中功率模块入功率值之和的差值；ΔP_bbatt为角型三相串联式光伏电站启动功率值P_qd与B相交流串联单元中功率模块入功率值之和的差值；t₁₀为ΔP_abatt和ΔP_abatt功率输出时间，单位为小时，t₁₀≥1/6；

当判断(P_abatt+P_bbatt+P_cbatt)t_out<(ΔP_abatt+ΔP_bbatt)t₁₀，星角型并网平衡控制器仍控制交流接触器处于常闭状态，角型三相串联式光伏电站进入储能工作模式，即：A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的首、末输出端短路，与并网点断开，即：A相交流串联单元的首输出端和末输出端，通过交流接触器的动点与常闭点接通，与常开点断开；B相交流串联单元的首输出端和末输出端，通过交流接触器的动点与常闭点接通，与常开点断开；C相交流串联单元的首输出端和末输出端，通过交流接触器的动点与常闭点接通、与常开点断开；

星角型并网平衡控制器分别控制A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元中的第一功率模块到第n-1个功率模块，在第n-1个功率模块与第n功率模块的连接端，经第n功率模块的输出端，分别通过对应的E_AB、E_BC、E_CA储能电池组双向输入、输出端反向对E_AB、E_BC、E_CA储能电池组充电。

4.按照权利要求2或3所述的角型三相串联式光伏电站储能模式控制方法，其特征在于，所述的第二步中，将A相交流串联单元中功率模块A₁、A₂、……、A_n-1输入功率值P_ia1、P_ia2、......、P_ian-1、B相交流串联单元中功率模块B₁、B₂、……、B_n-1输入功率值P_ib1、P_ib2、......、P_ibn-1、C相交流串联单元中功率模块C₁、C₂、……、C_n-1输入功率值P_ic1、P_ic2、......、P_icn-1代入式(4)、式(5)和式(6)中得：

P_ia1+P_ia2+、......、+P_ian-1＝I_as(U_a1+U_a2+、....、+U_an-1) (7)

P_ib1+P_ib2+、......、+P_ibn-1＝I_bs(U_b1+U_b2+、......、+U_bn-1) (8)

P_ic1+P_ic2+、......、+P_icn-1＝I_cs(U_c1+U_c2+、......、+U_cn-1) (9)

由于E_AB储能电池组、E_BC储能电池组和E_CA储能电池组的充电电压范围为U_{batt_min}≤U_batt≤U_{batt_max}，令A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的输出电流I_as、I_bs、I_cs等于E_AB储能电池组、E_BC储能电池组、和E_CA储能电池组对应的充电电流I_abatt、I_bbatt、I_cbatt，即：I_as＝I_abatt、I_bs＝I_bbatt、I_cs＝I_cbatt；

其中，U_{batt_max}为储能电池组最高充电电压值；U_{batt_min}为储能电池组最低充电电压值；U_batt为储能电池组充电电压值；I_abatt、I_bbatt、I_cbatt分别为A相交流串联单元、B相交流串联单元、C相交流串联单元对E_AB储能电池组、E_BC储能电池组及E_CA储能电池组充电电流值；

依据E_AB储能电池组的输入功率P_abatt、E_BC储能电池组的输入功率P_bbatt和E_CA储能电池组的输入功率P_cbatt、输入电压U_batt及功率模块隔离变压器变比η，分别计算出A相交流串联光伏单元、B相交流串联光伏单元、C相交流串联光伏单元的第一台至第n-1台功率模块串联输出电压值：

由于：

$P_{abatt}=U_{batt}\&times;I_{abatt}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ia}\left(n\right),$

$P_{bbatt}=U_{batt}\&times;I_{bbatt}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ib}\left(n\right),$

$P_{cbatt}=U_{batt}\&times;I_{cbatt}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{P}_{ic}\left(n\right)$

和：

$U_{batt}\&times;\mathrm{\&eta;}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right),$

$U_{batt}\&times;\mathrm{\&eta;}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right),$

$U_{batt}\&times;\mathrm{\&eta;}=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right),$

可知：

$\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right)=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right)=\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right)=\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt},$

所以：

$P_{abatt}=I_{as}\&times;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right)/\mathrm{\&eta;}---\left(10\right);$

$P_{bbatt}=I_{bs}\&times;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right)/\mathrm{\&eta;}---\left(11\right);$

$P_{cbatt}=I_{cs}\&times;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right)/\mathrm{\&eta;}---\left(12\right)$

分别将式(10)、式(11)、式(12)对应代入式(4)、式(5)、式(6)，得：

$\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right)=\mathrm{\&eta;}(P_{ia1}+P_{ia2}+,\mathrm{......},+P_{ian-1})/I_{as}---\left(13\right);$

$\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right)=\mathrm{\&eta;}(P_{ib1}+P_{ib2}+,\mathrm{......},+P_{ibn-1})/I_{bs}---\left(14\right);$

$\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right)=\mathrm{\&eta;}(P_{ic1}+P_{ic2}+,\mathrm{......},+P_{icn-1})/I_{cs}---\left(15\right);$

由此，星角型并网平衡控制器分别控制三相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压分配值，分别为：

A相：

U_a1＝η×P_ia1/I_as、U_a2＝η×P_ia2/I_as、……、U_an-1＝η×P_ian-1/I_as；

B相：

U_b1＝η×P_ib1/I_bs、U_b2＝η×P_ib2/I_bs、……、U_bn-1＝η×P_ibn-1/I_bs；

C相：

U_c1＝η×P_ic1/I_cs、U_c2＝η×P_ic2/I_cs、……、U_cn-1＝η×P_icn-1/I_cs。

由于受储能电池组的充电电压范围所限，所以A相交流串联单元、B相交流串联单元和C相交流串联单元的第一台至第n-1台功率模块的输出电压值范围如下：

$\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_min}\&le;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_a\left(n\right)<\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_max};$

$\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_min}\&le;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_b\left(n\right)<\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_max};$

$\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_min}\&le;\underset{n-1}{\overset{1}{\&Sigma;}}{U}_c\left(n\right)<\mathrm{\&eta;}\&times;U_{batt\_max}.$