[发明专利]一种带下垂特性的储能变流器

说明书

本发明公开了一种带下垂特性的储能变流器，本发明的输出电压具备下垂特性，可实现储能变流器的电压源模式并机，无需同步信号，并且本发明能实现直流侧均流，避免各蓄电池之间产生环流现象。

技术领域

本发明涉及一种带下垂特性的储能变流器，属于变流器技术领域。

背景技术

分布式发电相比于传统大电网，具有绿色无污染、安装地点灵活、能量利用率高、减少长线路输电损耗能量等特点，但是自身也存在分布式电源控制困难、不稳定、成本较高的问题。

随着电力电子技术与现代控制的发展，微电网出现了，它由微源、负荷、控制装备、储能装备结合而成，构成一个可控的单元向用户提供电能或热能。相比于大电网，微电网更接近负荷，无需建设超高压、远距离电网输电，极大的减少了线路损耗，且微电网具有发电供热制冷等多项功能，可实现更高的综合能源利用率；微电网可在大电网出现扰动的情况下，能孤岛运行，向负载供电，提高了用户供电的可靠性；微电网能以非集中程度更高的方式协调分布式电源，不仅可减轻大电网控制的负担，且能更好的发挥分布式电源的优势。

由于微电网目前仍处于初期阶段，相关标准要求也较为宽松，因此目前市面上的PCS(储能变流器)如图1所示，主要存在以下缺陷：1、PCS工作于电压源模式时，需要同步信号，同步信号的存在限制了PCS安装位置与装机容量；2、PCS在直流侧并机时，由于输出电压差异，会造成蓄电池之间的环流。

发明内容

本发明提供了一种带下垂特性的储能变流器，解决了背景技术中披露的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种带下垂特性的储能变流器，包括交流断路器、HMI模组、直流断路器和电池模组，还包括变流器功率模块组；

变流器功率模块组包括多个并联的变流器功率模块，每个变流器功率模块的交流侧连接交流断路器，每个变流器功率模块的直流侧连接直流断路器，每个变流器功率模块控制侧连接HMI模组，HMI模组外接后台；

变流器功率模块根据自身输出功率和预设的下垂方程，进行一次调频和一次调压，使输出电压具备下垂特性；

变流器功率模块根据HMI模组下发的直流侧调节指令，调整自身直流侧电压，使多个变流器功率模块直流侧均流。

变流器功率模块包括控制器和被控制器驱动的IGBT主拓扑，IGBT主拓扑的输入端设置有电流传感器和电压传感器，IGBT主拓扑的输出端设置有电流传感器和电压传感器，电流传感器和电压传感器均连接控制器，控制器连接HMI模组。

下垂方程为，

其中，ω为下垂控制后变流器功率模块输出的角频率，U为下垂控制后变流器功率模块输出的电压，ω₀为空载时变流器功率模块输出的角频率，U₀为空载时变流器功率模块输出的电压，m为有功下垂系数，n为无功下垂系数，P为变流器功率模块输出的有功功率，Q为变流器功率模块输出的无功功率。

变流器功率模块根据HMI模组下发的并网点电压频率设定值，进行二次调频和二次调压，使并网点电压频率正常。

HMI模组与变流器功率模块通过CAN总线通讯，HMI模组通过光纤与后台通讯。

若某个变流器功率模块的直流侧电压偏高或偏低，变流器功率模块根据HMI模组下发的直流侧调节指令，调整自身直流侧电压，使多个变流器功率模块直流侧均流。

本发明所达到的有益效果：本发明的输出电压具备下垂特性，可实现储能变流器的电压源模式并机，无需同步信号，并且本发明能实现直流侧均流，避免各蓄电池之间产生环流现象。

附图说明

图1为现有的储能变流器拓扑示意图；