[发明专利]一种微电网电池储能系统的并离网切换方法和装置

说明书

本发明提供了一种微电网电池储能系统的并离网切换方法和装置，其包括并网运行时，根据PQ控制模式下并网点电压的正负序分量和逆变器输出电流的正负序分量计算电流内环的电流值和电压值，以控制逆变器输出功率；并网转离网瞬间，VF控制模式采用状态跟随的方法，并通过增加的功率补偿控制环节将电网输出功率转移到逆变器上；离网运行时，VF控制模式下的电压外环对系统提供电压和频率支撑；该装置包括PQ控制模块和VF控制模块。本发明提供的技术方案实现了在离网切换时对负序电压进行控制，保证了供电可靠性，提高了电能质量。

技术领域

本发明涉及电力发电领域，具体涉及一种微电网电池储能系统的并离网切换方法和装置。

背景技术

随着微电网系统在智能电网中的应用，储能变流器控制技术成为一个重要的研究领域，储能变流器通过实现功率控制的四象限灵活运行，可增强系统惯性和阻尼，提高微电网系统的稳定性，但微电网中的负荷容量存在不确定性，采用单机运行的方式不便于系统扩容，且若储能系统因故障退出运行，将导致整个系统崩溃，影响微网离网运行的可靠性。

在各微电源变流器层面选择恰当的控制策略，实现微电网的平滑切换，能减轻微电网在两种运行模式切换过程中引起的系统振荡。现有的并离网切换技术中有基于外环控制器状态跟随的平滑切换控制方法；添加虚拟调速器和虚拟励磁调节器，使逆变器模拟同步发电机实现微网并离网平滑切换的控制策略；利用模糊控制方法，使传统的单一下垂特性变为三折线的变斜率下垂控制特性；电压电流加权控制策略；采用abc坐标系控制的切换方法，将切换过程分成4个阶段的控制方法等。

现有的配电网与微电网的主动式并离网平滑切换控制策略均以电网三相电压理想正弦为基础，由于电网线路阻抗和三相负荷不均等原因，经常存在电网三相电压不平衡工况，若仍采用这些控制策略，将无法实现无缝切换。

为满足现有技术的发展进程，需要提供一种在电网三相电压不平衡情况下的微电网电池储能系统并离网切换技术，实现微电网系统的并网与离网的无缝切换。

发明内容

随着分布式电源的快速发展，处于电网末端的微电网经常会出现三相电压不平衡的状况，当因计划检修等原因需要对微电进行离网转换时，若采用以往的并离网转换技术，很容易对系统造成冲击，不利于负载等用电设备的安全运行，为满足现有技术的发展需要，本发明提供一种在三相电压不平衡工况下的微电网电池储能系统并离网切换技术，实现微电网系统并网与离网的无缝切换。

本发明提供了一种微电网电池储能系统的并离网切换方法，其改进之处在于，所述切换方法包括：

并网运行时，根据PQ控制模式下采集的并网点电压的正负序分量计算电流内环的电流值、根据PQ控制模式下采集的逆变器输出电流的正负序分量以及电流内环的电流值计算电流内环的电压值，根据电流内环的电压值控制逆变器输出功率；

并网转离网瞬间，电压外环的电压值跟随并网点正负序电压值，且电流内环给定值不变，并将电网输出功率转移至逆变器使电网输出到并网点的电流为零；

离网运行时，VF控制模式下的电压外环对微电网系统提供电压和频率支撑。

优选的，所述根据并网点电压的正负序分量计算电流内环的电流值包括：

将采集的并网点的电压正负序分量由abc坐标系下的三相信号转化为dq坐标系下的二相信号；

按下式计算电流内环的电流值：

其中，有功及无功功率给定值；正序电流内环在dq坐标系下的d轴、q轴电流给定值；为负序电流内环在dq坐标系下的d轴、q轴电流给定值；并网点电压在d轴的正负序分量。

优选的，根据PQ控制模式下采集的逆变器输出电流的正负序分量以及电流内环的电流值计算电流内环的计算电流内环的电压值，如下式所示：