[发明专利]一种储能变流器并离网无缝切换控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电网控制领域，尤其是涉及一种储能变流器并离网无缝切换控制装置及方法。

背景技术

大规模储能技术属于科技前沿技术，目前只有中国、欧盟、美国等少数发达国家开展本项技术研究，并取得了一定研究成果，但是多项技术瓶颈尚未得到突破。国内有部分高校、科研院所及设备厂商也开始进行储能变流器并离网无缝切换的相关研究，并且技术路线各不相同，且技术在工程应用时尚不成熟，主要存在以下几个突出问题：

1)储能变流器并网转离网运行时，无法实现负载不失电及存在离网启动瞬间存在较大电压波动；

2)储能变流器离网转并网运行时(尤其是转到弱电网运行时，如柴发)，无法平滑切换冲击电网导致弱电网故障，及对储能变流器所带储能电池产生瞬间大电流冲击；

3)储能变流器自身无法完成自动同期功能，并离网切换严重依赖配置的并离网控制装置的检同期控制精度；

4)当并网点开关不是高速电子开关时，由于开关每次动作时间不一致及开关位置结点返回时间长，因此无法准确预测开关合闸时间点，进而会造成离网转并网时冲击电网及储能变流器所带储能电池产生瞬间大电流冲击；

5)储能变流器离网转并网同期过程中严重依赖通信网络传输并网点电网电压幅值相角等信息。

目前储能变流器并离网切换还需要配置并离网切换装置来实现，现有的并离网切换装置主要存在以下缺点：

1)并离网切换装置同期控制精度差，导致储能变流器无法离网转并网平滑切换冲击电网导致弱电网故障，及对储能变流器所带储能电池产生瞬间大电流冲击；

2)并离网切换装置在分合并网点开关后，判断开关位置时间延时较长，也会造成并离网切换存在冲击，以及无法实现无缝切换；

3)并网点开关动作时间和位置结点返回时间一致性较差时，也会造成并离网切换过程存在冲击，以及无法实现无缝切换；

4)并离网切换装置通过通信网络传输并网点电压幅值、频率等信息给储能变流器，当在并离网切换时由于通信实时性无法保证，也会造成并离网切换存在电流冲击，无法实现无缝切换；

5)现有并离网切换是由并离网切换装置与储能变流器配合完成，控制实时性差，且成本高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能实现离网转并网高精度同期、实现并离网平滑切换的储能变流器并离网无缝切换控制装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种储能变流器并离网无缝切换控制装置，分别连接电网监控系统和并网点开关，该控制装置包括储能变流器、控制器、电池管理系统、电池组和第一变压器，所述的控制器分别连接电网监控系统、储能变流器、和电池管理系统，所述的电池组分别连接储能变流器和电池管理系统，所述的储能变流器通过第一变压器与第一电网母线连接，所述的控制器上设有用于连接电压互感器的第一接口、用于连接并网点开关的第二接口以及用于连接并网点开关位置结点的第三接口，所述的电压互感器设在并网点开关的上侧。

所述的控制器通过局域网与电网监控系统连接。

所述的控制器内设有并网点上侧三相电压电流采样回路，该采样回路与电压互感器连接。

一种储能变流器并离网无缝切换控制方法，包括计划性并离网切换控制和非计划性并离网切换控制，其中，

所述的计划性并离网切换控制具体为：控制器接收到电网监控系统下发的并网转离网指令后，控制器通过并网转离网控制逻辑完成对并网点开关的分闸操作，并使储能变流器进入离网运行模式；控制器接收到电网监控系统下发的离网转并网指令后，控制器通过离网转并网控制逻辑完成对并网点开关的合闸操作，并使储能变流器进入并网运行模式；

所述的非计划性并离网切换控制具体为：控制器通过设在并网点开关上侧的电压互感器检测到孤岛保护动作后，自动控制并网点开关分闸，并使储能变流器进入离网运行模式；控制器通过电压互感器检测到并网点开关上侧带电后，自动控制并网点开关合闸，并使储能变流器进入并网运行模式。

计划性并离网切换控制中，所述的并网转离网控制逻辑具体为：控制器发送并网点开关分闸指令，在快速检出并网点开关分闸10ms内将储能变流器切换至离网运行模式；所述的离网转并网控制逻辑具体为：控制器发送并网点开关合闸指令，在快速检出并网点开关合闸10ms内将储能变流器切换至并网运行模式。