[发明专利]一种采用储能变流器实现被动离网无缝切换控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及储能变流控制技术，具体涉及一种采用储能变流器实现被动离网无缝切换控制方法。

背景技术

储能技术的应用是坚强智能电网建设的重要组成部分，可以有效地实现需求侧管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，可以提高电力设备运行效率、降低供电成本，还可以作为促进可再生能源应用，提高电网运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。

储能装置主要实现能量的储存、释放或快速功率交换。电网接入装置实现储能装置与电网之间的能量双向传递与转换，实现电力调峰、能源优化、提高供电可靠性和电力系统稳定性等功能。储能系统的容量范围比较宽，从几十千瓦到几百兆瓦；放电时间跨度大，从毫秒级到小时级；应用范围广，贯穿整个发电、输电、配电、用电系统；大规模电力储能技术的研究和应用才刚起步，是一个全新的课题，也是国内外研究的一个热点领域。

储能技术主要的应用方向有：1)风力发电与光伏发电互补系统组成的局域网，用于偏远地区供电、工厂及办公楼供电；2)通信系统中作为不间断电源和应急电能系统；3)风力发电和光伏发电系统的并网电能质量调整；4)作为大规模电力存储和负荷调峰手段；5)电动汽车储能装置；6)作为国家重要部门的大型后备电源等。

在微网系统中，储能变流器运行工况分并网和离网两种。要确保微网内负荷实现不间断可靠供电，储能变流器就必须具备进入离网时无缝切换功能，离网切换分为主动离网（计划性离网）与被动离网（非计划性离网），在预知电网停电的情况下，主动离网能满足无缝切换要求，但实际运行中，电网往往出现突发的停电与故障，此时只能采用被动离网才能确保微网内电压、频率连续稳定。目前，主动离网功能在国内多家储能变流器厂商已经实现，但是被动离网无缝切换控制技术还未见公开研究成果。因此，安全可靠的被动离网功能是储能变流器控制技术一个难点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种采用储能变流器实现被动离网无缝切换控制方法，该控制方法解决了如何准确判断出主网与微网分开的时刻，捕捉该时刻电网电压、相位，实现主网与微网之间无缝断开的问题。

本发明的目的是采用下述技术方案实现：

一种采用储能变流器实现被动离网无缝切换控制方法，所述方法用的系统为微电网系统，包括380V母线、并网开关QF1、开关QF2、QF3、QF4和QF5、储能系统、分布式电源以及负荷；

所述并网开关QF1接入电网；所述并网开关QF1通过380V母线分别与开关QF2、QF3、QF4以及QF5连接；所述开关QF2与电机连接；所述开关QF3与负荷连接；所述开关QF4与分布式电源连接；所述开关QF5与储能系统连接；

其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

（1）确定储能系统的能量转换系统PCS处于并网状态；

（2）记录第N次电网三相线电压采样值；N为自然数；

（3）确定第N次电网三相线电压采样值与第N-M次电网三相线电压采样值之间差值；（M为一个周波内采样次数）

（4）判断电网三相中任一相涉及的步骤（3）中差值是否大于额定线电压最大值的15%；

（5）当计数器K（记录连续满足步骤(4)的次数）大于或者等于3，被动离网标志位置位；

（6）当被动离网标志位置位时，储能系统的能量转换系统PCS进入离网状态。

其中，所述步骤（4）中，若差值大于额定线电压最大值的15%，则记录当前电网相位值θ_N与电压有效值U_N，同时被动离网标志位计数器K加1；若差值小于额定线电压最大值的15%，则被动离网标志位计数器K清零。

其中，所述步骤（5）中，若被动离网标志位计数器K小于3，则返回步骤（2）；若被动离网标志位计数器K大于或者等于3，则启动被动离网，并以θ_N-2为初始相位，以U_N-2为初始电压有效值，进行定电压定功率V/F控制，同时进行步骤（6）。

其中，所述负荷采用电阻可调负载；所述分布式电源包括光伏并网逆变器和直流源；所述储能系统包括依次连接的能量转换系统和电池；所述能量转换系统包括储能变流器。

其中，所述储能系统的运行模式包括并网模式、离网模式、同期并网模式和被动离网模式；所述同期并网指的是离网模式转换至并网模式；所述被动离网指的是并网模式转换至离网模式。

其中，在并网模式下，采用有功功率和无功功率控制，即P-Q控制；该模式下，储能系统根据电网需求进行有功、无功控制。