[发明专利]一种飞轮储能系统并网控制方法及其储能系统

权利要求书

1.一种飞轮储能系统并网控制方法,其特征在于：所述的并网控制方法包括电网侧变流器控制方法和电机侧变流器控制方法；所述的电网侧变流器控制方法控制飞轮储能系统并网有功与无功功率的大小及流向；所述的电机侧变流器控制方法维持直流母线电压恒定；所述的并网控制方法采用改变并网有功功率指令值P^*的正负号的方法进行并网充放电切换：当并网有功功率指令值P^*为正值时，飞轮储能系统（108）并网放电，当并网有功功率指令值P^*为负值时，飞轮储能系统（108）并网充电，直流母线电压U_dc稳定在直流母线电压参考值U^*_dc；当并网有功功率指令值P^*由负值变为正值时，飞轮储能系统（108）由并网充电切换到并网放电，切换瞬间直流母线电压U_dc出现短暂下降后回升并稳定在直流母线电压参考值U^*_dc；当并网有功功率指令值P^*由正值变为负值时，飞轮储能系统（108）由并网放电切换到并网充电，切换瞬间直流母线电压U_dc出现短暂上升后回落并稳定在直流母线电压参考值U^*_dc；同时可通过设置并网无功功率指令值Q^*的大小来调节飞轮储能系统（108）并网无功功率的大小。

2.根据权利要求1所述的飞轮储能系统并网控制方法，其特征在于，所述的电网侧变流器控制方法包括以下步骤：

步骤一、通过电网电压锁相环（301）对电网（101）三相电压进行锁相处理，获得电网电压相角θ及电网电压直轴分量u_d，并利用电网电压相角θ将三相静止坐标系下的三相电网侧电流i_a1、i_b1、i_c1和三相变流器侧电流i_a2、i_b2、i_c2分别变换到两相旋转坐标系下的直流电流分量i_d1、i_q1和i_d2、i_q2；

步骤二、将并网有功功率指令值P^*、并网无功功率指令值Q^*、电网电压直轴分量u_d送给并网电流参考值计算单元（308）,并网电流参考值计算单元（308）分别通过公式i^*_d1=2P^*/(3u_d)与公式i^*_q1=-2Q^*/(3u_d)计算出并网直轴电流参考值i^*_d1和并网交轴电流参考值i^*_q1；将i_d1与并网直轴电流参考值i^*_d1进行比较，比较后的误差信号送给第一比例积分调节器PI₁，第一比例积分调节器PI₁的输出信号作为变流器侧直轴电流i_d2的给定值，标记为i^*_d2，将i_d2与i^*_d2进行比较，比较后的误差信号送给第二比例积分调节器PI₂，第二比例积分调节器PI₂的输出信号与变流器侧交轴电流i_q2在变流器侧电感（203）上耦合的直轴电压分量ωL₂i_q2相减后，得出电网侧变流器（103）输出电压的直轴分量u_d1；同时将i_q1与并网交轴电流参考值i^*_q1进行比较，比较后的误差信号送给第三比例积分调节器PI₃，第三比例积分调节器PI₃的输出信号作为变流器侧交轴电流i_q2的给定值，标记为i^*_q2，将i_q2与i^*_q2进行比较，比较后的误差信号送给第四比例积分调节器PI₄，第四比例积分调节器PI₄的输出信号与变流器侧直轴电流i_d2在变流器侧电感（203）上耦合的交轴电压分量ωL₂i_d2相加后，得出电网侧变流器（103）输出电压的交轴分量u_q1；

步骤三、利用电网电压相角θ将u_d1、u_q1从两相同步旋转坐标系变换到两相静止坐标系，得到电网侧变流器输出电压在两相静止坐标系下的电压分量u_α1、u_β1；将u_α1、u_β1送给第一SVPWM调制器(304)，第一SVPWM调制器(304)进行脉宽调制后输出六路开关信号，用于控制电网侧变流器(103)的六个开关管，以控制飞轮储能系统并网有功与无功功率的大小及流向。