[发明专利]一种无需交直流电流传感器的多电平储能功率转换控制装置

说明书

本发明涉及一种无需交直流电流传感器的多电平储能功率转换控制装置，属于发电、变电或配电技术领域。该装置设于非并网能源存储装置与电网之间，包括以下部分：并网控制器、充放电控制器、直流充放电单元、多电平功率转换单元、陷波器。该装置对储能系统进行充放电控制，因此输出电压更稳定，多电平功率转换设计，转换效率高，采取陷波器设计，滤除高次谐波，并网电能质量好，前馈型控制计算有效抑制谐振产生，取消了交直流传感器，成本更低。

技术领域

本发明涉及一种无需交直流电流传感器的功率转换装置，属于发电、变电或配电技术领域。

背景技术

风能、太阳能是一种巨量的可再生能源，在国家政策的激励下，我国可再生能源发展迅速。可再生能源中，风电开发技术最成熟，开发成本最低，我国已规划建设数十个百万千瓦和九个千万千瓦风电基地。到2013年底我国风电装机容量在全球摇摇领先，达到9.14万千瓦。由于成本等原因，我国太阳能光伏发电起步较晚，随着光伏发电成本的答复降低，近几年发展迅速，2013年全年新增容量超过1000万，是2012年的近3倍，至2013年底，我国光伏发电装机容量已超过1700万千瓦。

然而风力发电、太阳能光伏发电是一种特殊的电力，具有许多不同于常规能源发电的特点，它们具有间歇性和波动性的特点，因而大规模风电、光伏发电的并网对电网的安全运行等诸多方面带来了新的挑战，同时风电的这些特性也将成为制约可再生大规模发展的严重障碍。

储能技术是将电能通过某种装置转换成其他便于存储的能量高效存储起来，在需要时，可以将所存储的能量方便地换成所需形式能量的一种技术。使用储能技术，可以充分发挥电能的许多优良特性，使得电网可以容纳包含可再生能源在内的多种不同类型发电。储能技术能够平抑风电、光伏发电等可再生能源发电的功率波动，可以在特定的时间提供所需的电能，而增加电网调度的自由度，在电力不足时为电网提供电能。

多电平功率转换其特点事开关频率很高，一般在18KHz左右，直流电逆变为交流电后，谐波频率主要为开关次频率，低次谐波很小，由于高频谐波的存在，并网后电网的稳定性将受到影响，危害严重。而LC或LCL滤波的方法虽然能在一定程度上降低高次谐波注入电网，但容易引起谐振，致使高频谐波注入电网，影响并网后电网的稳定性。此外，交直流传感器的精度与稳定性带来的测量问题，也一直影响着功率转换装置的性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种能够很好抑制高次谐波注入电网中的无需交直流电流传感器的多电平储能功率转换控制装置。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种无需交直流电流传感器的多电平储能功率转换控制装置，该装置串接在非并网能源存储装置与电网之间，该装置包括：并网控制器、充放电控制器、直流充放电单元、多电平功率转换单元、陷波器；

所述直流充放电单元、所述多电平功率转换单元及所述陷波器依次串联；所述并网控制器的本地端与所述充放电控制器的通讯端相连，所述并网控制器的通讯端与所述充放电控制器的本地端相连；

所述并网控制器的控制端与所述多电平功率转换单元的受控端相连，所述充放电控制器的控制端与所述直流充放电单元的受控端相连；

所述陷波器的输出端连接有电压互感器，所述电压互感器输出端连接到所述并网控制器的电压输入端；

所述充放电控制器测量和汇总的所述直流充放电单元输出端的直流母线电压及所述存储装置的输出电压；

所述并网控制器用于测量所述陷波器的电网侧电压，并进行前馈控制计算，再将计算结果反馈给所述充放电控制器，所述充放电控制器根据收到的反馈结果及汇总的测量值调整所述直流充放电单元，以保证所述直流充放电单元传输给所述多电平功率转换单元的电平恒定。