[发明专利]一种微电网复合储能系统启动电机的方法

说明书

技术领域

本发明属于微电网及新能源发电技术领域，涉及一种微电网复合储能系统启动电机的方法。

背景技术

电机负荷是社会生产生活中最常见也是最终要的负荷类型，微电网系统下，实现电机的安全稳定启动为微电网技术的发展和应用奠定了基础。电机的启动需要供电系统提供瞬时的大电流才能正常启动运转，该电流的大小一般为电机正常运行时电流大小的5～7倍,目前普遍采用的储能装置启动电机技术是采用大容量储能电池启动电机负荷，虽然保证了电机的正常启动，但是大容量储能装置不仅占地面积大，而且投资成本高，经济性和实用性差，不利于微电网发挥其节能、经济、灵活的优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够安全稳定的、小容量的微电网复合储能系统启动电机的方法。

为解决上述技术问题所采取的技术方案是一种基于微电网复合储能系统启动电机的方法，所述微电网包括控制装置、数据采集装置、蓄电池、超级电容器、第一至第二逆变器、第一至第二进线电感L1-L2、馈线A-C、电机、开关K1和交流母线；所述蓄电池依次经所述第一逆变器、第一进线电感L1、馈线A接所述交流母线；所述超级电容器依次经所述第二逆变器、第二进线电感L2、馈线B接所述交流母线；所述电机依次经所述开关K1、馈线C接所述交流母线；所述数据采集装置的数据信号输入端分别接所述馈线A、馈线B和馈线C；所述数据采集装置的数据信号输出端接所述控制装置的输入端；所述控制装置的控制信号输出端分别接所述第一至第二逆变器的相应控制信号输入端；

基于微电网复合储能系统的控制策略为：所述蓄电池的控制采用外环电压控制、内环电流控制方法；所述超级电容器的控制采用电流控制的方法；

具体方法如下：设SOC_BL为蓄电池的电机启动荷电状态临界值，是使电机正常启动的蓄电池荷电状态的最小值，SOC_BL= E_BL∕E_B；E_B为蓄电池能够储存的总能量；E_BL 为保证电机正常启动的蓄电池最小能量；SOC_EL为超级电容器的电机启动荷电状态临界值，表示使电机正常启动的超级电容器荷电状态的最小值，SOC_EL= E_EL∕E_E；E_E为蓄电池能够储存的总能量；E_EL 为保证电机正常启动的蓄电池最小能量；P_L为电机负荷；P_B为蓄电池功率；I_EMAX为超级电容器最大输出电流；i_B为蓄电池电流；SOC_B为蓄电池荷电状态值；SOC_BMIN为蓄电池荷电状态最小值，SOC_BMIN设置为0.2；SOC_BMAX为蓄电池荷电状态最大值，SOC_BMAX设置为0.8；SOC_E为超级电容器荷电状态；i_E为超级电容器输出电流；i_C为流入电机的电流；

（1）在电机启动的起始阶段，当P_L>P_B时，即电机需要的功率大于蓄电池的输出功率；

(1-1)若i_B≥0，即蓄电池放电，则检测蓄电池的荷电状态；

当SOC_BL ≤ SOC_B< SOC_BMAX，且SOC_E ≥ SOC_EL时，则所述控制装置控制蓄电池电压，使蓄电池电压用于维持微电网母线电压的稳定，所述控制装置控制超级电容器向电机提供大电流，即令超级电容器以最大输出电流I_EMAX补偿电机启动电流，即i_{e_ref}=I_EMAX，其中i_{e_ref}为超级电容器电流控制的给定电流；此时蓄电池补偿剩余的电机负荷电流；