[发明专利]箱式储能变电站储能单元投切控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种箱式变电站，尤其涉及一种具有储能装置的箱式变电站中储能装置的投切控制方法。

背景技术

箱式变电站是一种高压开关设备、配电变压器和低压配电装置，按一定接线方案排成一体的工厂预制户内、户外紧凑式配电设备，即将高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内，机电一体化，全封闭运行，特别适用于城网建设与改造，是继土建变电站之后崛起的一种崭新的变电站。箱式变电站适用于矿山、工厂企业、油气田和风力发电站，它替代了原有的土建配电房，配电站，成为新型的成套变配电装置。

目前箱式变电站大都由高压进线柜、高压计量柜、高压出线柜、变压器、低压进线柜、低压补偿柜、低压出线柜构成，其中低压补偿柜利用电容器投切进行补偿电网中的感性电流，降低线路损耗，提高线路输电能力，并提高电网的功率因数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种利用储能单元来代替双路电源接入，利用储能装置的四象限运行原理代替电容柜进行功率补偿的箱式变电站中储能单元的投切控制策略；即实现一种利用储能单元实现储能箱式变电站下用电负荷不间断供电代替双路供电和检修停电、及柴油发电机中功能的投切控制策略。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：箱式储能变电站储能单元投切控制方法，计量柜和低压配电柜之间低压母排上经过双向逆变器接入有储能单元，所述双向逆变器与低压母排之间设有接触器，所述双向逆变器与储能单元之间设有电池投切开关，储能单元输出状态信号至电池管理系统，所述电池管理系统输出驱动信号至电池投切开关；

箱式储能变电站设有电能管理系统，所述电能管理系统采集高压侧电压信号、高压侧开关状态信号、高压侧电路信号、低压侧电压信号、低压侧开关信号、无功电流信号、负荷电压信号、负荷电流信号、电池输出电流信号，并输出控制信号至接触器，所述双向逆变器与双向逆变器控制器通讯，所述双向逆变器控制器与电能管理系统通讯；

基于上述系统设置以下工作模式：

(1)交流充电模式：当储能单元电量不足，用电低谷时，利用市电对储能单元进行储能充电；

(2)离网放电模式：当高压断电，储能单元放电至低压母线；

(3)并网放电模式：接受调度中心指令：用电高峰期，储能单元放电至低压母线；

(4)无功补偿模式：在高压正常供电下，互感器检测电能质量，进行无功补偿调节。

箱式储能变电站设有新能源并与储能单元连接，所述的新能源接入点连接光伏发电装置和/或风力发电装置，所述储能单元和新能源接入点之间设有新能源投切开关，系统还设有直流充电模式：当高压正常供电，光伏/风能发电优先接入直流母线给电池充电。

箱式储能变电站开始工作时，检测电网是否正常工作，若否，则进入离网放电模式，若是，则由电网供电，用电负载正常运行；

用电负载正常运行时，若系统检测储能单元储能为充足，则再判断低压侧功率因数是否过低，若是，则进入无功补偿模式；若系统检测储能单元储能为不足，则会对储能单元进行充电，若此时为用电高峰时间段，则进入直流充电模式，若此时为用电低峰时间段，则进入交流充电模式。

电能管理系统通过储能装置、低压负荷和线路保护测控实时监控设备运行状态，当线路保护测控监测到低压母线上PCC点断开后，电能管理系统即可判断微电网进入储能装置离网放电模式。

所述的具有无功补偿模式4种工作状态，当前级直流电源能量充足时，逆变器向电网输送有功的同时输送感性无功或容性无功，当前级直流电源能量不足时，逆变器可从电网吸收有功而向电网输送感性无功或容性无功。

所述无功补偿模式4种工作状态：

当Uo超前U_N，并网电流超前电网电压，功率因数角即有功功率此时逆变器工作在逆变状态，系统向电网输送有功电流和容性无功电流；

当Uo滞后U_N，并网电流超前电网电压，功率因数角即有功功率Q＝UI sin＞0，即此时前级直流电流能量不足，系统需要从电网吸收有功功率维持系统运行，与此同时系统向电网输出容性无功电流；

当Uo超前U_N，并网电流滞后电网电压，功率因数角即有功功率此时系统向电网输送有功电流和感性无功电流；