[发明专利]用于谐波补偿的储能双向变流器系统的控制方法

说明书

本发明涉及用于谐波补偿的储能双向变流器系统的控制方法，属于减少谐波技术领域。本发明利用微电网中已有的储能双向变流器解决了非线性负荷谐波电流过重的问题，优化微电网的电能质量。本发明为消除长距离馈电线路影响，提高谐波补偿效果，直接采集非线性负荷侧谐波信息。建立电压电流模型并通过信号测量编码装置提取非线性负荷发出的谐波电流特征值和PCC点的特征，压缩了通信信息量，经窄带无线通信装置实现谐波信息的传递，本地控制器收到信号测量编码装置的信息后对信息进行解码，还原出真实的负荷谐波电流，以实现储能双向变流器的闭环比例谐振控制，实现了任意次数的谐波电流精确补偿。本发明成本低、效果优，工程实现简单。

技术领域

本发明涉及用于谐波补偿的储能双向变流器系统的控制方法，属于减少谐波技术领域。

背景技术

环境污染和能源危机问题的日益严峻促使分布式新能源发电在我国发电能源结构中所占的比例逐年增加，然而分布式新能源发电系统易随环境波动、难以预测的特性对电网的电压稳定、可靠性和电能质量产生影响。电池储能系统作为一种能量存储媒介，具有双向功率能力和灵活调节特性，可以有效改善可再生能源发电功率波动性与间歇性对电网带来的负面影响，提高电网对分布式新能源的接纳能力，因此具有广阔的应用前景。

储能双向变流器作为电池储能系统中关键部件之一，可将不同种类电池存储的直流能量转换为符合相应标准的交流电能。储能双向变流器以其较低的损耗、简单的结构及控制等优点在电池储能系统中得到了广泛的应用。由于储能双向变流器质量和控制方法不一，尤其是电网上的谐波负荷的日益增多，干扰储能双向变流器的闭环控制，导致储能双向变流器系统发出的电能质量较差，因此目前已有很多新能源和储能发电系统增加了主动电源滤波器(APF)来解决此问题。但主动电源滤波器成本高，治理容量有限，受安装场地及维护需求限制，一般集中安装在电网支路总闸处，不能根本上解决末端用户的用电电能质量问题。

APF在原理上同储能双向变流器一致，都是双向的DC/AC装置，可采用其实现负荷谐波滤除功能。但不利的是，受安装及使用场地限制，非线性负荷一般都安装在远离储能双向变流器的位置，经过馈电线采集到的谐波特性与非线性负荷真实的谐波特性发生了较大变异，导致谐波补偿失败。而如果传统远距离通信巨量的谐波信息，对于通信成本和控制要求则大大提高，也不利于工程应用。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种用于谐波补偿的储能双向变流器系统的控制方法，为消除长距离馈电线路影响，提高谐波补偿效果，直接采集负荷侧谐波信息，通过建立电压电流模型并通过信号测量编码装置提取非线性负荷发出的谐波电流特性和PCC点电压的特征，压缩了通信信息量，通过低成本的窄带无线通信装置实现真实负荷谐波信息传递，储能本地控制器收到信息后对信息进行解码，还原负荷谐波信息，用于精确控制储能双向变流器来补偿符合谐波。该系统及控制方法成本低、效果优，工程实现简单。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种用于谐波补偿的储能双向变流器系统，包括：

储能电池用于存储电能并将其转换为直流电能；

储能双向变流器，一端与储能电池连接，另一端通过长距离馈电线与微电网连接，将储能电池输出的直流电能转换为与微电网相同频率、相同电压的交流电能，经长距离馈电线送到微电网上；

非线性负荷，接入微电网中；

信号测量编码装置分别与非线性负荷和微电网连接，用于采样负荷电流和微电网电压，并进行计算和提取出直流特征数据信息；

储能本地控制器，一端通过无线通信装置与信号测量编码装置连接，另一端与储能双向变流器连接，通过无线通信装置接收信号测量编码装置传递的直流特征数据信息，并输出控制信号给储能双向变流器以实现储能双向变流器的闭环PWM控制，使储能双向变流器输出的电流补偿非线性负荷的谐波电流。

进一步地，储能电池两端并联有电容，以稳定储能电池的电压。