基于滞回比较器的储能变流器模式切换控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于滞回比较器的储能变流器模式切换控制方法，方法包括下述步骤：获取台区电网的阈值电压及上下限电流；实时检测台区电网中负载变化情况、负载电压、负载电流及并网点电压；当并网点电压发生暂降时，根据负载变化情况，将负载电压、负载电流输入滞回比较器中与阈值电压进行比较，对储能交流器的工作模式进行切换，满足台区负载的电压需求。本发明专利技术通过滞回比较器对多模式储能变流器并网时进行在线有功无功补偿，灵活适应不同幅度的电压暂降，使低电压治理范围更宽，精度更高，同时模式切换控制过程更加可靠，系统稳定性更高。性更高。性更高。

【技术实现步骤摘要】
基于滞回比较器的储能变流器模式切换控制方法


[0001]本专利技术属于储能变流器模式切换控制的
，具体涉及一种基于滞回比较器的储能变流器模式切换控制方法。

技术介绍

[0002]在台区应用领域，配电站的供电容量往往较低、档位不合理，且供电线路较长，导致台区用户末端的城中村或者是山区用户的低电压问题严重，一般通过增设统一电压补偿器便可以有效缓解这个问题。而相较于串联电压补偿器而言，并联电压补偿器在补偿器本身发生故障时不会影响系统整体的运行，因此也更受欢迎。
[0003]图1展示了一种用于台区储能的并联电压补偿器的拓扑结构，主要包括储能模块、直流母线电容、储能变流器及并网滤波器，其通过与交流负载进行并联后，再经过STS快速切换晶闸管模块以及交流电网，可以适用于台区低电压治理。传统的应用于台区的储能变流器既可以工作于并网状态，也可以工作于离网状态。当电网电压骤降或者是负载过大导致并网点电压跌破并网电压阈值，系统且离网运行，由储能系统负责负载电压的支撑，待电网电压恢复后，系统重新并网。但由于储能变流器的运行模式单一，只能通过并离网切换稳定负载供电质量，当线路阻抗较大且负载变化较快时，系统需不断进行并离网切换，系统稳定性较差，不能在线响应由于线路压降导致的小幅度低电压问题，不能适应对电压变化较敏感的精密仪器的应用场合。为此现有技术在解决线路压降导致的台区低电压治理问题中，在储能变流器并网时间内增加储能变流器的工作模式，通过并网有功或者无功补偿的方式对负载进行补偿，从而减小网侧电流及线路压降即可有效抬高负载并网点电压，解决台区线路压降导致低电压问题；但该方法会引起在同一负载条件下的不同模式的不断切换，带来电网系统震荡，影响电网系统运行的稳定性。

技术实现思路

[0004]基于现有技术存在的问题与不足，本专利技术提供一种基于滞回比较器的储能变流器模式切换控制方法，通过滞回比较器对多模式储能变流器在并网时进行在线有功无功补偿，灵活适应不同幅度的电压暂降，使低电压治理范围更宽，精度更高，同时模式切换控制过程更加可靠，系统稳定性更高。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]基于滞回比较器的储能变流器模式切换控制方法，所述储能交流器有五种工作模式，包括待机模式、无功补偿模式、部分有功补偿模式、增强有功补偿模式及离网运行模式，其特征在于，包括下述步骤：
[0007]获取台区电网的阈值电压及上下限电流；
[0008]实时检测台区电网中负载变化情况、负载电压、负载电流及并网点电压；
[0009]当并网点电压发生暂降时，根据负载变化情况，将负载电压、负载电流输入滞回比较器中与阈值电压进行比较，对储能交流器的工作模式进行切换，满足台区负载的电压需
求。
[0010]作为优选的技术方案，所述台区电网的阈值电压包括额定并网点电压U0、第一阈值电压U1、第二阈值电压U2、第三阈值电压U3、第四阈值电压U4、并离网切换阈值电压U
th1
及并离网切换最小阈值电压U
min
；
[0011]所述台区电网的上下限电流包括第一上限电流I
L1u
、第一下限电流I
L1d
、第二上限电流I
L2u
、第二下限电流I
L2d
、第三上限电流I
L3u
、第三下限电流I
L3d
及最大负载电流I
max
；
[0012]当所述并网点电压U发生暂降时，所述第一阈值电压U1、第二阈值电压U2、第三阈值电压U3及第四阈值电压U4等幅降低，并离网切换电压阈值U
th1
同比上升。
[0013]作为优选的技术方案，所述负载变化情况包括负载功率增加和负载功率减小；
[0014]所述滞回比较器进行比较后形成三个滞环，包括无功补偿滞环、部分有功补偿滞环及增强有功补偿滞环；
[0015]所述无功补偿滞环用于待机模式及无功补偿模式之间的稳定切换；
[0016]所述部分有功补偿滞环用于无功补偿模式与部分有功补偿模式之间的稳定切换；
[0017]所述增强有功补偿滞环用于部分有功补偿模式与增强有功补偿模式之间的稳定切换。
[0018]作为优选的技术方案，所述根据负载变化情况，将负载电压、负载电流输入滞回比较器中与阈值电压进行比较，对储能交流器的工作模式进行切换，具体为：
[0019]当负载变化情况为负载功率增加，负载电压U
L
大于第二阈值电压U2小于额定并网电压U0且负载电流I
L
小于第一上限电流I
L1u
时，或者当负载变化情况为负载减小，负载电压U
L
大于第一阈值电压U1小于额定并网电压U0且负载电流I
L
小于第一下限电流I
L1d
时，为满足负载的电压需求，使储能变流器工作于待机模式；
[0020]当负载变化情况为负载功率增加，负载电压U
L
大于第三阈值电压U2小于第二阈值电压U2且负载电流I
L
大于第一上限电流I
L1u
小于第二上限电流I
L2u
时，或者当负载变化情况为负载减小，负载电压U
L
大于第二阈值电压U2小于第一阈值电压U1且负载电流I
L
大于第一下限电流I
L1d
小于第二下限电流I
L2d
时，为满足负载的电压需求，通过无功补偿滞环抬升电压，使储能变流器工作于无功补偿模式；
[0021]当负载变化情况为负载功率增加，负载电压U
L
大于第四阈值电压U4小于第三阈值电压U3且负载电流I
L
大于第二上限电流I
L2u
小于第三上限电流I
L3u
时，或者当负载变化情况为负载减小，负载电压U
L
大于第三阈值电压U3小于第二阈值电压U2且负载电流I
L
大于第二下限电流I
L2d
小于第三下限电流I
L3d
时，为满足负载的电压需求，通过部分有功补偿滞环抬升电压，使储能变流器工作于部分有功补偿模式；
[0022]当负载变化情况为负载功率增加，负载电压U
L
大于并离网切换阈值电压U
th1
小于第四阈值电压U4且负载电流I
L
大于第三上限电流I
L3u
时，或者当负载变化情况为负载减小，负载电压U
L
大于第四阈值电压U4小于第三阈值电压U3且负载电流I
L
大于第三下限电流I
L3d
时，为满足负载的电压需求，通过增强有功补偿滞环抬升电压，使储能变流器工作于增强有功补偿模式；
[0023]当负载电压U
L
小于并离网切换阈值电压U
th1...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于滞回比较器的储能变流器模式切换控制方法，所述储能交流器有五种工作模式，包括待机模式、无功补偿模式、部分有功补偿模式、增强有功补偿模式及离网运行模式，其特征在于，包括下述步骤：获取台区电网的阈值电压及上下限电流；实时检测台区电网中负载变化情况、负载电压、负载电流及并网点电压；当并网点电压发生暂降时，根据负载变化情况，将负载电压、负载电流输入滞回比较器中与阈值电压进行比较，对储能交流器的工作模式进行切换，满足台区负载的电压需求。2.根据权利要求1所述的基于滞回比较器的储能变流器模式切换控制方法，其特征在于，所述台区电网的阈值电压包括额定并网点电压U0、第一阈值电压U1、第二阈值电压U2、第三阈值电压U3、第四阈值电压U4、并离网切换阈值电压U
th1
及并离网切换最小阈值电压U
min
；所述台区电网的上下限电流包括第一上限电流I
L1u
、第一下限电流I
L1d
、第二上限电流I
L2u
、第二下限电流I
L2d
、第三上限电流I
L3u
、第三下限电流I
L3d
及最大负载电流I
max
；当所述并网点电压U发生暂降时，所述第一阈值电压U1、第二阈值电压U2、第三阈值电压U3及第四阈值电压U4等幅降低，并离网切换电压阈值U
th1
同比上升。3.根据权利要求2所述的基于滞回比较器的储能变流器模式切换控制方法，其特征在于，所述负载变化情况包括负载功率增加和负载功率减小；所述滞回比较器进行比较后形成三个滞环，包括无功补偿滞环、部分有功补偿滞环及增强有功补偿滞环；所述无功补偿滞环用于待机模式及无功补偿模式之间的稳定切换；所述部分有功补偿滞环用于无功补偿模式与部分有功补偿模式之间的稳定切换；所述增强有功补偿滞环用于部分有功补偿模式与增强有功补偿模式之间的稳定切换。4.根据权利要求3所述的基于滞回比较器的储能变流器模式切换控制方法，其特征在于，所述根据负载变化情况，将负载电压、负载电流输入滞回比较器中与阈值电压进行比较，对储能交流器的工作模式进行切换，具体为：当负载变化情况为负载功率增加，负载电压U
L
大于第二阈值电压U2小于额定并网电压U0且负载电流I
L
小于第一上限电流I
L1u
时，或者当负载变化情况为负载减小，负载电压U
L
大于第一阈值电压U1小于额定并网电压U0且负载电流I
L
小于第一下限电流I
L1d
时，为满足负载的电压需求，使储能变流器工作于待机模式；当负载变化情况为负载功率增加，负载电压U
L
大于第三阈值电压U2小于第二阈值电压U2且负载电流I
L
大于第一上限电流I
L1u
小于第二上限电流I
L2u
时，或者当负载变化情况为负载减小，负载电压U
L
大于第二阈值电压U2小于第一阈值电压U1且负载电流I
L
大于第一下限电流I
L1d
小于第二下限电流I
L2d
时，为满足负载的电压需求，通过无功补偿滞环抬升电压，使储能变流器工作于无功补偿模式；当负载变化情况为负载功率增加，负载电压U
L
大于第四阈值电压U4小于第三阈值电压U3且负载电流I
L
大于第二上限电流I
L2u
小于第三上限电流I
L3u
时，或者当负载变化情况为负载减小，负载电压U
L
大于第三阈值电压U3小于第二阈值电压U2且负载电流I
L
大于第二下限电流I
L2d
小于第三下限电流I
L3d
时，为满足负载的电压需求，通过部分有功补偿滞环抬升电压，使储能变流器工作于部分有功补偿模式；当负载变化情况为负载功率增加，负载电压U
L
大于并离网切换阈值电压U
th1
小于第四阈
值电压U4且负载电流I
L
大于第三上限电流I
L3u

【专利技术属性】
技术研发人员：马智远，王红斌，许中，陈义龙，周凯，徐硕，代晓丰，葛馨远，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：