[发明专利]一种分布式储能脱网冲击的抑制方法及装置

说明书

本发明公开了一种分布式储能脱网冲击的抑制方法及装置，涉及储能变换器和电力电子控制技术领域；方法包括S1获得储能变流器的三相电数据，S2获得坐标变换后的三相电和参考电压的数据，S3获得储能变流器的d轴控制信号和q轴控制信号，将步骤S2获得的数据经虚拟阻抗控制算法、电压控制路算法和电流控制路算法获得储能变流器的d轴控制信号p_d和q轴控制信号p_q；装置包括获得储能变流器的三相电数据模块，获得坐标变换后的三相电和参考电压的数据模块，获得储能变流器的d轴控制信号和q轴控制信号模块；其通过步骤S1至步骤S3等，实现分布式储能变流器能够平滑脱网。

技术领域

本发明涉及储能变换器和电力电子控制技术领域，尤其涉及一种分布式储能脱网冲击的抑制方法及装置。

背景技术

随着环境污染与能源短缺问题的日益严重，基于风能、太阳能等可再生的分布式电源(distributed generation，DG)得到大规模发展。可再生能源利用技术的发展，使分布式储能发电系统的应用越来越广泛，储能发电技术的研发能够为新能源的开发利用提供技术支持，已成为大势所趋。分布式储能系统有两种运行模式，并网模式和孤岛模式，其中的储能变流器作为分布式储能系统中的重要组成部分，能够实现直流侧与分布式交流电网之间的能量双向传递。

如图3所示，其通过电网侧并网开关STS的关断和导通来进行独立运行和联网运行，并网开关一般由硬件电路完成。虽然一些新兴并网开关，例如SCR、IGBT等的不断发展，但因其控制复杂、功率较小，因此最常用的并网开关仍为断路器，其控制简单，关断可靠，但缺点是关断速度较慢，有一定的延时性。

电网发生故障时分布式储能系统中的变流器发生被动脱网，在传统的下垂控制方法下，需要经过孤岛检测之后才能从并网运行切换至孤岛运行，过程中传统的变流器需要在电压控制与电流控制之间切换，因此会产生严重的瞬态冲击和震荡。

如图15、图16、图17、图18所示，下垂控制是通过模拟传统电力系统中同步发电机的P-f、Q-V下垂外特性对逆变器进行控制，能够控制变流器运行在并网和孤岛模式，虽然不涉及到传统控制方法下模式切换带来的问题，但因电网侧断路器延时关断(t1-t2时刻)，使储能变流器故障运行一段时间后才能进入孤岛运行模式，导致断路器闭合的t2时刻后产生很长时间(t2-t3)的电压冲击、功率与频率振荡。

检索式为TACD_ALL:(变流器AND电容AND电流AND(前馈OR反馈)AND抑制AND脱网)，获得较为接近的现有技术方案如下。

1、申请公布号为CN113131527A，名称为一种储能变流器被动脱网的全无缝切换控制方法。提出的被动脱网的全无缝切换控制方法包含了V/F控制和PQ控制，且考虑的问题是非计划孤岛；而本发明专利采用的脱网冲击的抑制方法，是基于下垂控制的改进，且不存在非计划孤岛的问题，考虑的是开关延时造成的问题。二者采用的基本控制方法不同，考虑的问题也不同。

2、授权公告号为CN102651548B，名称为一种风力发电系统网侧变流器直流母线电压波动抑制方法。背景是基于风力发电系统，解决的问题是在电网不平衡情况下对直流母线电压波动的抑制方法；而本发明专利背景是基于分布式发电系统，解决的问题是在电网故障时，储能变流器脱网冲击的抑制方法。二者背景不同，解决的问题也不同。

3、授权公告号为CN102570962B，名称为双馈风力发电高电压穿越控制结构及其发电机、发电系统。针对的是双馈风力发电机的控制方法，实现的功能是对发电机的最优控制；而本发明专利针对的是储能变流器的控制方法，功能是实现脱网的平滑。二者针对的问题不同，实现的功能也不同。

4、申请公布号为CN106972511A，名称为基于网侧控制回路优化的直驱风电次同步振荡抑制方法。针对的直驱风电的控制方法，解决的问题是发电机的次同步振荡抑制方法；而本发明专利针对的是储能变流器的控制方法，解决的问题是脱网的冲击问题。二者针对的问题不同，解决的问题也不同。