一种储能变流器离网并机控制方法技术

本申请提出了一种储能变流器离网并机控制的方法

【技术实现步骤摘要】
一种储能变流器离网并机控制方法


[0001]本专利技术涉及储能变流器应用领域，具体涉及一种储能变流器离网并机控制的方法
。

技术介绍

[0002]储能是可再生能源发展的必要技术，储能技术是平衡可再生能源发电不稳定问题的重要手段，对于可再生能源系统的完善具有巨大作用
。
同时储能技术还能够帮助解决能源系统中的能源转换
、
电力调节等问题，使得可再生能源更加平稳和高效地利用
。
[0003]储能主要可以分为电储能
、
热储能两种，其中电储能是目前最主要的储能形式
。
电储能中根据储存的原理不同又可以分为物理储能
、
电磁储能
、
电化学储能三类
。
其中，物理储能是目前最为成熟
、
成本最低
、
使用规模最大的储能方式，电磁储能由于充放电速度快等明显优势同样具有极大发展潜力，但目前技术还不够成熟，电化学储能是应用范围最为广泛
、
发展潜力最大的储能技术
。
[0004]电化学储能系统中，储能元件大部分表现为直流形式，而电化学储能系统需要并入电网或者离网为交流负载供电，需要储能变流器来实现相关功能
。
储能变流器是连接储能电池系统和电网或交流负载的双向电流可控转换装置，在并网状态储能变流器能够在电网和储能元件间精确快速地调节电压
、
频率
、
功率，实现恒功率
、
>恒流充放电以及平滑波动性电源输出；在离网状态下储能变流器能够建立稳定的交流电压，实现对负载可靠供电
。
[0005]在离网状态，多台储能变流器需要并机协调运行并建立稳定的交流电压为负载供电，与并网状态不同，离网运行时没有外部电网的支撑，离网电能质量的控制等均由储能变流器来承担，控制不好的话极易出现振荡
、
环流等影响稳定运行的现象，甚至导致运行失败，因此需要一种简单的并机运行算法来保证离网运行的稳定
。

技术实现思路

[0006]基于此，为实现多台储能变流器离网工况下稳定控制交流电压并为离网负载供电的功能，并且在离网工况下并联储能变流器能够自动或根据上位机指令合理分配功率，本专利技术提出了一种储能变流器离网并机控制的方法
。
多台并联储能变流器和上位机之间布置一条低速
CAN
总线，储能变流器通过竞争机制决定各自的主从机角色；多台并联储能变流器之间布置一条角度同步总线，储能变流器从机接收并跟随储能变流器主机角度变化；在多台储能变流器输出交流电压端口布置交流电流采集单元，并将电流采集信号送入至各个储能变流器，每个储能变流器均能采集到负载电流的变化
。
作为主机的储能变流器采用恒压
、
恒频的双闭环
V/F
控制方式，由主机来是承担离网电压幅值和角度的稳定控制工作；作为从机的储能变流器采用和主机电压控制相同的角度，并采用跟随负载电流变化的控制方式，从机快速响应负载电流的变化，降低负载暂态变化对主机稳定控制交流电压和角度的影响，保证离网工况下负载突变时电压暂态变化在允许范围内
。
[0007]为达到上述目的，本专利技术方案按照如下方案实施：
[0008]一种储能变流器离网并机控制方法，针对的储能变流器直流侧分别连接至独立的储能电池，储能变流器交流侧并联在一起并共同为负载供电，如图1所示；作为主机的储能变流器采用恒压
、
恒频的
V/F
控制方式，采用电压环和电流环双闭环控制，如图2所示；作为从机的储能变流器采用跟踪负载电流的电流环单闭环控制方式，如图3所示
。
[0009]实现上述目标包括以下步骤：
[0010]1、
并联储能变流器之间布置一条角度同步总线，用于同步并联储能变流器输出电压的角度
。
[0011]2、
储能变流器交流并联输出端口布置电流采集单元，并将采集的电流信号送入每个储能变流器的模拟量采集端口
。
[0012]3、
并联储能变流器和上位机之间布置一条低速
CAN
总线，用于传输各个储能变流器状态和上位机调节指令
。
[0013]4、
并联储能变流器基于
CAN
总线通过竞争机制获得主从机身份
。
[0014]5、
作为主机的储能变流器采用恒压
、
恒频的
V/F
控制方式，并控制角度同步总线，向角度同步总线发送角度同步脉冲信号
。
[0015]6、
作为从机的储能变流器检测同步总线上脉冲信号，采用电流环单闭环控制方式，跟踪负载电流的变化
。
附图说明
[0016]图1为离网工况并联储能变流器应用示意图；
[0017]图1中
I
load
为负载电流；
[0018]图2为作为主机的储能变流器控制策略示意图；
[0019]图2中
V
ref_m
为储能变流器控制的输出交流电压幅值目标值；
[0020]V
fed_m
为储能变流器检测的输出交流电压幅值反馈值；
[0021]I
ref_m
为储能变流器输出电流闭环控制的幅值目标值；
[0022]I
fed_m
为储能变流器检测的输出电流幅值反馈值；
[0023]|V
out_m
|
为储能变流器
PWM
调制输出电压的幅值；
[0024]f
ref_m
为储能变流器控制的输出交流电压的频率；
[0025]θ
ref_m
为储能变流器
PWM
调制输出电压的角度；
[0026]图3为作为从机的储能变流器控制策略示意图；
[0027]图3中
I
load
为储能变流器检测的负载电流；
[0028]n
为储能变流器从低速
CAN
上检测的并联储能变流器运行数量；
[0029]I
ref_n
为储能变流器控制的输出交流电流幅值目标值；
[0030]I
ref_s
为储能变流器控制的输出交流电流幅值目标值；
[0031]k
为上位机下发的储能变流器输出交流电流调节系数；
[0032]I
fed_s
为储能变流器检测的输出电流幅值反馈值；
[0033]|V
out_s
|
为储能变流器
PWM
调制输出电压的幅值；
具体实施方式
[0034]本专利技术一种储能变流器离网并机控制方法具体实施方式如下
:...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种储能变流器离网并机控制方法，其特征在于：在并联储能变流器交流输出端布置一个采集单元，采集负载电流并将采集到的模拟量电流信号
I
load
连接至每个储能变流器的模拟量采集接口；作为主机的储能变流器采用给定电压和频率指令的电压环
、
电流环双闭环恒压
、
恒频
V/F
控制方式；作为从机的储能变流器采用跟随负载电流的电流闭环控制方式
。2.
根据权利要求1所述的一种储能变流器离网并机控制方法，其特征在于：搭载此控制算法的并联储能变流器之间布置一条角度同步总线保证输出电压的控制角度实时一致；搭载此控制算法的并联储能变流器之间布置一条低速
CAN
通信总线实现主从机身份确定和电流调节指令传输
。3.
根据权利要求2所述的一种储能变流器离网并机控制方法，其特征在于：并联储能变流器基于
CAN
总线通过竞争机制确定主从机身份，且当主机故障等退出后自动由其他从机通过竞争机制获得主机身份，保证主机始终存在且唯一存在
。...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁建钢，
申请(专利权)人：北京晟运能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：