[发明专利]基于多电位电压值调控的双向储能逆变器构造及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源电力应用领域，具体涉及一种基于多电位电压值调控的双向储能逆变器构造及控制方法。

背景技术

目前，新能源电力的应用领域正越来越多的开展和普及，尤其是在边远地区，离网新能源电力系统更加显示它的独特优势，而并离网共用的微电网系统在有电网覆盖的地区越来越受到重视。可离网运行的新能源电力系统具有许多优点，如：自然供给能源，不受地域限制，建站周期短，规模大小随意，无需架设大规模输电线路，可以方便地与建筑物相结合等，这些优点都是常规发电和其他发电方式所不及的。因此，可离网运行的新能源电力系统在新能源发电供电有很大的应用前景，特别是新能源发电供电的应用不仅体现在农村电气化、高海拔地区、无人值守的偏远海岛方面，而且使其可满足无电网覆盖地区和电力短缺地区的用电需求，离网新能源发电供电系统特别适用于分布式离网微电网的应用。

双向储能逆变器是新能源电力应用系统的关键设备，现有技术与方案主要是针对单机系统或连接公共电网应用而设计，故此在多机的新能源微电网中存在严重缺陷，即：在独立运行的微电网特别是离网型微电网中，由于双向储能逆变器具有双向逆变和电压源VF与电流源PQ两个工作模式，尤其是可以作为电压源运行在VF模式下，作为微电网的电力支撑单元，确保整个微电网电压与频率的他提供和稳定。

但现有技术双向储能逆变器在电压源VF模式下运行时，为了保证建立稳定的电压与频率，不控制电流，使得双向储能逆变器在充放电时不受控。因此，在新能源微电网发电多于用电和用电多于发电时，会自行充放电，容易出现过充或过放的情况，对此现有技术的双向储能逆变器仅仅采用被动式保护控制，出现过充或过放时会自动保护性停机，即设备规格中的过充保护和过放保护，这对单机独立系统的影响并不那么严重，而且是意料之中的；但是，如果是在新能源微电网中且担任电压源作为VF模式运行时，就会造成微电网的整体瘫痪，所以解决这一难题是微电网特别是离网型微电网的核心技术之一。

发明内容

分析现有技术的缺陷可知，双向储能逆变器单机工作时，系统在过充或过放时采用被动式保护控制方法，是对设备自身的保护，并不考虑对其他单元的影响和支撑，然而在多机系统和微电网中，双向储能逆变器单元是支撑其他单元工作的基础，一定要与发电用电的其他单元相互配合进行工作，因此需要相互协作，以保证其他单元和整个系统不受其影响而瘫痪。为此，本发明提出了基于多电位电压值调控的双向储能逆变器构造及控制方法，包括：储能蓄电池组接入端、直流开关保护及监测电路、DC/DC直流模块、DC/AC双向逆变电路模块、交流开关保护及监测电路、交流电力输入与输出端口、控制电路模块、通信驱动及接口电路、设备内部供电单元、总线及操控界面，其特征是：

储能蓄电池组接入端、直流开关保护及监测电路、DC/DC直流模块、DC/AC双向逆变电路模块、交流开关保护及监测电路、交流电力输入与输出端口顺序相连，构成交直流双向逆变储能电力路径；

控制电路模块与通信驱动及接口电路相连，构成储能逆变器与外部通信的通信链路；

控制电路模块通过总线连接设备内部供电单元并分别由总线与直流开关保护及监测电路、DC/DC直流模块、DC/AC双向逆变电路模块、交流开关保护及监测电路相连，构成逆变器装置内部供电路径；

控制电路模块通过总线分别与直流开关保护及监测电路、DC/DC直流模块、DC/AC双向逆变电路模块、交流开关保护及监测电路相连，构成监测与控制信号链路；

控制电路模块与操控界面相连，构成人机交互操作链路；

总线包括：监测与控制信号线、地址选择线、电路电源线；

其控制方法的特征是：双向储能逆变器装置分别设定充放电调控点标定电位电压值为Vic和Voc与充放电执行点标定电位电压值为Vie和Voe两组电位电压值作为双向储能逆变器装置运行的主动式调控点和被动式执行点的两个方式，其控制流程是：

1)人工通过操控界面与控制电路模块交互设置：控制点与执行点两个方式的两组标定电位电压值：充放电调控点标定电位电压值为Vic和Voc与充放电执行点标定电位电压值为Vie和Voe；

2)控制电路模块保存设置的两组标定电位电压值参数；

3)双向储能逆变器装置以VF方式运行；

4)控制电路模块通过总线及直流开关保护及监测电路，监测储能蓄电池组接入端工作电位电压值是否达到调控点Vic或Voc；