[发明专利]一种级联式储能变流器检测平台及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术和电能质量控制技术，特别是一种级联式储能变流器检测平台及其控制方法。

背景技术

电池技术和变流技术的不断发展使得电池储能变流装置在电力系统中产生了巨大的实用价值，电池储能变流装置可以根据调度部门的指令快速吸收和释放电能，起到平滑电网波动和降低电网运行损耗的作用，除了能够调节有功功率之外，还可以兼具无功功率调节的作用，从而提高了电力系统运行的稳定性和经济性。

在多种电池储能变流器的拓扑结构中，级联式的方案具有谐波含量低、运行损耗低、动态响应速度快等显著优点，因此出现了多种形式的级联式储能变流器方案。如今已有人提出链式储能变流器的拓扑方案和控制方法，作为级联式储能变流器方案；其特点是级联储能变流器的功率模块都分为交流侧和直流侧，交流测均采用H桥结构的变换器，同相的H桥依次相连，直流侧采用不同的DC-DC变换器和储能电池相连。

现有技术主要解决的是级联式储能变流器的设计和控制的问题，对于装置调试和检验则缺乏相应的技术手段。又由于现有级联式储能变流器方案中，电池组体积庞大、价格高昂，因此在不使用电池组的情况下完成级联式储能变流器的调试和检验，对级联式储能变流器真正实现产业化发展具有重要的现实意义。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种级联式储能变流器检测平台及其控制方法，通过模拟电池组的工作特性和模拟电网调度系统下发的遥调指令，使级联式储能变流器具备了运行所需要的外部条件，从而可以在不使用电池组的情况完成必要的调试和检测工作。

本发明检测平台采用以下技术方案：一种级联式储能变流器检测平台，包括：

一主控制器，用于向待检测的级联式储能变流器的控制器发出有功指令和无功指令，模拟电网的调度指令控制级联式储能变流器从电网吸收的有功功率及无功功率，同时控制检测平台的整体工作情况；

一多副边绕组变压器，用于将电网的高电压进行降压，低压侧设有多个独立的副边绕组，通过多个独立的副边绕组为若干PWM整流器供电；

若干PWM整流器，用于模拟电池组的工作特性，与待检测的级联式储能变流器的功率模块进行能量交换；

所述主控制器通过光纤与PWM整流器相连，通过通讯接口与待检测的级联式储能变流器的控制器相连，所述多副边绕组变压器的低压侧的多个独立的副边绕组和若干PWM整流器的交流侧一一对应相连，PWM整流器的直流侧与待检测的级联式储能变流器的功率模块的直流侧相连。

所述主控制器内预先设置有功功率最大值P_MAX和有功调节时间T₁，主控制器向级联式储能变流器的控制器发出有功指令使其从电网吸收的有功功率的绝对值在T₁内在P_MAX与零之间线性变化。所述主控制器内预先设置无功功率最大值Q_MAX和无功调节时间T₂，主控制器向级联式储能变流器的控制器发出无功指令使其从电网吸收的无功功率的绝对值在T₂内在Q_MAX与零之间线性变化。

优选的，所述PWM整流器包括电抗器、电流传感器、桥式换流电路及整流控制板；所述电抗器的进线侧为所述PWM整流器的交流侧，经过电流传感器与对应多副边绕组变压器的低压侧的副边绕组相连，电抗器的出线侧与桥式换流电路的输入侧相连；整流控制板与桥式换流电路相连，与电流传感器相连；整流控制板与主控制器相连，用于控制PWM整流器的交流侧无功电流为零，直流侧直流电压恒定。

优选的，所述级联式储能变流器检测平台还包括：隔离开关、主开关、旁路开关及限流电阻，隔离开关、主开关、限流电阻和多副边绕组变压器的高压侧依次串联，旁路开关和限流电阻并联。

本发明控制方法采用以下技术方案：基于上述级联式储能变流器检测平台的控制方法，包括以下步骤：

S1、启动所述级联式储能变流器检测平台和级联式储能变流器，使PWM整流器进入空载运行状态，主控制器向待检测的级联式储能变流器的控制器发出运行指令；

S2、主控制器向待检测的级联式储能变流器的控制器发出有功指令和无功指令，完成级联式储能变流器功率调节功能的测试；

S3、主控制器向若干PWM整流器直流侧发送电压变化量，若干PWM整流器根据所接收的电压变化量完成级联式储能变流器的容差能力的测试；

S4、主控制器控制某一PWM整流器直流侧的电压变化到该PWM整流器的工作区间之外，完成级联式储能变流器的电池组故障检测功能的测试。