[发明专利]一种光储独立微电网中储能变流器直流欠压保护方法

说明书

一种光储独立微电网中储能变流器直流欠压保护方法，其特征是在储能变流器直流侧电压低于欠压保护阈值时发生直流欠压故障，触发保护动作，储能变流器停止工作，保护储能蓄电池。在不专门配置蓄电池充电装置的情况下，当光照资源充足时储能变流器重新启动，输出交流电压，并联在储能变流器交流侧的光伏发电系统启动工作，通过储能变流器为蓄电池充电，整个系统重新进入工作状态为负荷提供电力。

技术领域

本发明涉及一种光储独立微电网中储能变流器的直流欠压保护方法。

背景技术

光储独立微电网是一种解决海岛、偏远山区等地供电问题的较好方式，这些地方大电网难以到达。和传统的柴油发电相比，光储微电网方案噪声小、度电成本低、对环境友好，因此近几年得到了较多应用。光储独立微电网系统示意图如图1所示，其中储能系统建立交流电压为负荷和光伏逆变器提供电源，光伏发电为负荷提供持续电力，同时满足蓄电池充电需求。储能系统由储能变流器和储能蓄电池构成。

储能变流器是光储独立微电网中的核心设备，工作在电压源控制方式下，输出恒定的正弦交流电压。在储能变流器输出正弦交流电压后，负荷才能够得到供电电源，光伏并网逆变器才能够以电流源形式并接工作，将光伏组件输出的电力逆变后为负荷提供能量。

当阳光充足，光伏发电系统输出的功率大于负荷的额定功率时，根据能量守恒定律，光伏发电功率比负荷额定功率多出的部分功率将会通过储能变流器流入蓄电池，为蓄电池充电。在这种情景下，储能变流器的控制程序时刻采样直流侧电压，如果直流侧电压超过蓄电池的上限电压，储能变流器控制程序立即启动过压保护算法，断开直流侧与蓄电池连接的开关及交流侧与负荷连接的开关，避免蓄电池因为过度充电而损坏。

当阳光减弱，光伏发电系统输出的功率小于负荷的额定功率时，根据能量守恒定律，负荷缺的功率将由蓄电池提供，此时蓄电池放电。在这种情境下，如果直流电压超过蓄电池的下限电压时，储能变流器控制程序立即启动直流侧欠压保护算法，断开直流侧与蓄电池连接的开关及交流侧与负荷连接的开关，避免蓄电池因为过度放电而损坏。

光储独立微电网中当发生储能变流器直流欠压保护后，如果不采取措施为蓄电池进行重新充电，直到蓄电池电压高于储能变流器直流欠压保护阈值，将导致储能变流器无法再次启动。设计专门的蓄电池充电装置是解决这一问题的一个方案，该方案在每次发生储能变流器直流侧欠压保护后及时利用专门的蓄电池充电装置为蓄电池充电，以保证光储独立微电网重新启动时蓄电池电压能够满足工作的需要。这种解决方案需要额外增加充电装置，系统造价增加，同时增加设备使系统的故障点同步增加，可靠性降低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术造价高、可靠性降低的缺点，提出种光储独立微电网中储能变流器的直流欠压保护方法。本发明只需要利用储能变流器控制方法即可实现蓄电池欠压保护，又能满足储能变利器重新启动的要求。

光储独立微电网系统主回路由储能系统、光伏发电系统、负荷及交流母线构成，储能系统、光伏发电系统和负荷均并联在交流母线上。其中储能系统由储能蓄电池、直流侧开关、储能变流器及交流侧开关构成，储能蓄电池与直流侧开关的一端相连，直流侧开关的另一端与储能变流器的直流侧相连，储能变流器的交流侧与交流侧开关的一侧相连，交流侧开关的另一侧与交流母线相连。储能系统建立交流供电电压为负荷和光伏发电系统逆变器提供电源，光伏发电系统为负荷提供持续电力，同时为储能蓄电池充电。

储能变流器采用电压源控制方式，输出正弦交流电压为负荷及光伏发电系统的逆变器提供电源；在光储独立微电网工作时，负荷所需的功率由光伏发电系统与储能蓄电池共同提供，当光伏发电系统输出的功率大于负荷额定功率时，储能蓄电池充电，当光伏发电输出的功率小于负荷额定功率时，储能蓄电池放电。