一种储能逆变器并离网统一控制方法技术

本发明专利技术公开了一种储能逆变器并离网统一控制方法，包括控制系统，当逆变器处于并网/离网状态时，控制系统采用电压、电流双环控制，其中外环为电压外环，内环为电流内环，其内外环均采用PI控制，此时电压外环饱和/退饱和，逆变器工作于电流源模式/电压源模式；当逆变器处于并网状态与离网状态之间时，其可在两种工作状态间自动无缝切换。本发明专利技术提出了一种储能逆变器并离网统一控制方法，其可以实现并、离网状态及其之间的自动平滑切换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电网或分布式发电系统领域，特别涉及。
技术介绍
随着分布式发电技术的发展，传统的集中式发电系统正在向分布式发电系统转型。分布式发电系统接近负载，供电可靠性高，可以为边远山区或商业区供电，减少了输电损耗。有力的缓解了我国的能源问题，提高了供电可靠性。分布式发电系统主要由分布式电源、储能装置、负载和电网组成，由于储能逆变器具有削峰填谷的功能，在分布式发电系统中得到了广泛的应用。由于光伏发电、风力发电等分布式系统具有随机性、间歇性的特点，因此为了维持分布式发电系统孤岛运行时频率稳定、功率平衡和电压稳定，就需要在系统中加入储能环节。因此对储能逆变器的控制就尤为重要。传统的控制方法是在并网离网两种状态下设计不同控制回路，并网时逆变器控制环为电流环，逆变器为电流源，可以根据分布式系统中负荷情况调节逆变器输出的有功功率和无功功率；离网时逆变器控制环为电压环，逆变器为电压源，负责系统的恒压恒频控制。但是当系统在并网和离网两种状态之间切换时，由于逆变器采用两种不同的控制回路，无法达到平滑的切换，会对系统造成冲击，影响供电的可靠性，严重时会使分布式电源脱网。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提出了，其可以实现并、离网状态及其之间的自动平滑切换。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为: ，包括控制系统， 当逆变器处于并网/离网状态时，控制系统采用电压、电流双环控制，其中外环为电压外环，内环为电流内环，其内外环均采用PI控制，此时电压外环饱和/退饱和，逆变器工作于电流源模式/电压源模式； 当逆变器处于并网状态与离网状态之间时，其可在两种工作状态间自动无缝切换。作为上述技术方案的改进，所述控制系统包括逆变器、关键负荷、逆变器并网开关S1、电网配电开关Sg及电网、锁相环，其采用不平衡锁相，所采集的电网电压Vg经过锁相环得到锁相角q。作为上述技术方案的改进，所述电压外环包括一给定值，其具体为控制系统长期运行的最大允许值，所述电流内环包括一输出设定限幅值Id_ref，所述锁相环的角频率ω限幅值根据控制系统允许的运行范围设定为(49.5-50.2Hz)*2*JT。作为上述技术方案的改进，当逆变器处于并网状态时，所述电压外环给定值与电网电压正常值有偏差，此时电压外环饱和，逆变器工作于单电流内环控制之下，逆变器被控制为电流源，并将以设定的限幅值Id_ref输出。作为上述技术方案的改进，当逆变器处于离网状态时，负载电压将跟随给定电压，此时电压外环退饱和，电流内环限幅值Id_ref需大于负载电流，逆变器工作于双环控制之下，逆变器被控制为电压源。作为上述技术方案的改进，当逆变器由并网状态向离网状态切换时，电压外环输出下降退饱和直至负载电压达到给定值，容性/感性负载下，电网电压角频率将偏移至锁相环角频率限幅值，达到锁相角的自动平滑切换。作为上述技术方案的改进，当逆变器由离网状态向并网状态切换时，电压外环逐渐饱和，锁相环锁定电网相角，系统自动运行于恒流模式，完成离网到并网的自动平滑切换。本专利技术带来的有益效果有: 本专利技术的逆变器采用并离网统一控制方法，将电流源控制模式和电压源控制模式集成在一个控制系统中，在并网模式下，逆变器可以根据系统中负载情况调节输出的有功功率和无功功率；在离网模式下，逆变器进行恒压恒频控制，可以对系统电压的幅值和频率提供支撑；在两种模式之间切换时，可以达到自动平滑切换，对系统无冲击，保证了供电的可靠性。【附图说明】下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步说明， 附图1是本专利技术实施例的控制系统框图； 附图2是本专利技术实施例的不同模式切换流程图。【具体实施方式】本专利技术为，其可以实现并、离网状态及其之间的自动平滑切换。参照附图1，该控制系统由储能逆变器、关键负荷、逆变器并网开关S1、电网配电开关Sg、电网及锁相环组成，系统采用不平衡锁相，采集到的电网电压Vg经过锁相环得到锁相角q，逆变器并网电压和电流通过正负序分离变换得到电压正序分量Vd+_fdb、Vq+_fdb和电流正序分量Id+_fdb、Iq+_fdb、负序分量Id__fdb、Iq__fdb，然后通过同步坐标系下的正负序分离控制得到PWM波，控制逆变器开关管的通断。同时在上述控制系统中，逆变器在并网和离网状态时均采用电压、电流双环控制，不改变控制模式以达到快速切换目的，其中电压外环包括一给定值，其具体为控制系统长期运行的最大允许值，电流内环包括一输出设定限幅值Id_ref，而锁相环的角频率ω限幅值则根据控制系统允许的运行范围设定为(49.5-50.2Hz)*2*JT。参照附图2，本专利技术并离网统一控制的具体方法如下: I)正常并网时，逆变器并网开关Si和电网配电开关Sg闭合，电压外环给定值为系统长期运行的最大允许值，因电网电压低于给定值，使得电压外环输出饱和，储能逆变器将以设定的限幅值IcLref输出，工作于恒流模式，旋转角度为电网锁相角； 2)离网运行时，逆变器并网开关Si和电网配电开关Sg断开，负载电压将跟随给定电压，电压外环退饱和，电流内环给定即为负载电流给定，这时电流内环的限幅值Id_ref需大于负载电流，逆变器工作于双环控制之下，被控制为电压源，旋转角度为锁相环限幅值； 3)并网至离网切换，电网断电后，电网配电开关Sg断开，控制模式切换完成后逆变器并网开关Si断开，完成电路模式的切换。负载电压将自动跟随给定电压，电压外环输出下降退饱和，直至负载电压达到给定，容性/感性负载下，电网断电后电压角频率将偏移至锁相环限幅值，达到锁相角的自动平滑切换。若并网状态时Id_ref等于负载电流，则切换瞬间电压无冲击，可达到理想的无缝切换； 4)离网至并网切换，电网恢复后，电网配电开关Sg闭合，PLL锁定相角后，逆变器并网开关Si闭合，完成电路模式的切换。电网恢复后，负载电压相角自动跟随电网相角，锁定电网相角后闭合Si，由于电压外环给定大于电网实际电压，电压外环输出饱和，系统自动运行于恒流模式，完成离网到并网的自动切换。需要说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非对其限制，所属领域的技术人员阅读本申请后，参照上述实施例对本专利技术进行的各种修改或变更的行为，均在本专利技术专利的权利申请要求保护范围之内。【主权项】1.，包括控制系统，其特征在于: 当逆变器处于并网/离网状态时，控制系统采用电压、电流双环控制，其中外环为电压外环，内环为电流内环，其内外环均采用PI控制，此时电压外环饱和/退饱和，逆变器工作于电流源模式/电压源模式； 当逆变器处于并网状态与离网状态之间时，其可在两种工作状态间自动无缝切换。2.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述控制系统包括逆变器、关键负荷、逆变器并网开关S1、电网配电开关Sg及电网、锁相环，其采用不平衡锁相，所采集的电网电压Vg经过锁相环得到锁相角q。3.根据权利要求2所述的，其特征在于:所述电压外环包括一给定值，其具体为控制系统长期运行的最大允许值，所述电流内环包括一输出设定限幅值Id_ref，所述锁相环的角频率ω限幅值根据控制系统允许的运行范围设定为(49.5-50.2Ηζ)*2*π。4.根据权利要求3所述的，其特征在于:当逆变器处于并网状态时，所述电压外环给定值与电网电压正常值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能逆变器并离网统一控制方法，包括控制系统，其特征在于：当逆变器处于并网/离网状态时，控制系统采用电压、电流双环控制，其中外环为电压外环，内环为电流内环，其内外环均采用PI控制，此时电压外环饱和/退饱和，逆变器工作于电流源模式/电压源模式；当逆变器处于并网状态与离网状态之间时，其可在两种工作状态间自动无缝切换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭上华，张维，曹奇，
申请(专利权)人：珠海许继电气有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44