[发明专利]一种储能并网变换器的快速并离网切换方法和系统

权利要求书

1.一种储能并网变换器的快速并离网切换方法，其特征在于，所述并离网切换方法包括并网-离网切换方法和离网-并网切换方法，或者包括离网-并网切换方法，其中，所述并网-离网切换方法包括以下步骤：

在并网工作模式下，在每个周期内，采集电网侧三相电压，结合当前的锁相角度，通过第一三二变换模块计算获得网侧电压dq分量，将网侧电压dq分量进行比例积分运算，得到角速度增量，将角速度增量与额定角速度叠加后得到系统角速度，将系统角速度进行积分运算，得到更新后的锁相角度，将更新后的锁相角度返回至第一三二变换模块作为下一个周期计算时的锁相角度；

控制器实时采集电网侧三相电压以及并离网人工操作开关，若出现电网侧三相电压异常跌落或人工操作离网开关，储能并网变换器离网；

在储能并网变换器离网时刻，断开主回路中的并网开关，对额定角速度进行积分，并将积分结果作为锁相角度，将额定电压用于储能并网变换器的后续的电压控制；

所述离网-并网切换方法包括以下步骤：

在离网工作模式下，控制器实时采集电网侧三相电压以及并离网人工操作开关，若出现电网侧三相电压恢复或人工操作并网开关，储能并网变换器并网，进入并网预同步阶段；

在并网预同步阶段，针对每个周期，采集电网侧三相电压，结合当前的锁相角度，通过第一三二变换模块计算获得网侧电压d轴分量和网侧电压dq分量后，将网侧电压dq分量进行比例积分运算，得到角速度增量，将角速度增量与额定角速度叠加后得到系统角速度，将系统角速度进行积分运算，得到更新后的锁相角度，将更新后的锁相角度返回至第一三二变换模块作为下一个周期计算时的锁相角度；

同时，在本周期内，采集变换器侧三相电压，结合当前的锁相角度，通过第二三二变换模块计算获得变换器侧电压d轴分量，再将变换器侧电压d轴分量与网侧电压d轴分量做差后进行比例积分运算，得到电压参考值增量，将电压参考值增量与额定电压叠加后作为更新后的电压参考值，以用于储能并网变换器的后续的电压控制；

在M个周期后，若系统角速度稳定，利用第一稳定计数器开始倒计时；在N个周期后，若更新后的电压参考值稳定，利用第二稳定计数器开始倒计时；

当第一稳定计数器和第二稳定计数器均计数到0时，预同步过程完成，闭合主回路中的并网开关，储能并网变换器进入并网工作模式；

利用第一比例积分运算模块来进行所述并网工作模式下的网侧电压dq分量的比例积分运算；利用第二比例积分运算模块来进行所述预同步阶段的网侧电压dq分量的比例积分运算；所述第二比例积分运算模块的比例环节的第一系数小于所述第一比例积分运算模块的比例环节的第一系数，且所述第二比例积分运算模块的积分环节的第二系数小于所述第一比例积分运算模块的积分环节的第二系数；

所述电网侧三相电压异常跌落的判断标准为：电网侧三相电压跌落至0V且持续时间为0.15s以上，或者，电网侧三相电压跌落至85％额定电压以下且持续时间为2s以上；

所述更新后的电压参考值稳定的判断标准为：连续5个开关周期内，所述更新后的电压参考值的变化率不超过5％；

所述系统角速度稳定的判断标准为：连续5个开关周期内，系统角速度的变化率不超过5％。

2.根据权利要求1所述的储能并网变换器的快速并离网切换方法，其特征在于，利用第三比例积分运算模块来进行所述做差后的比例积分运算。

3.根据权利要求1所述的储能并网变换器的快速并离网切换方法，其特征在于，所述额定角速度设定为2*π*50～2*π*60rad/s；所述额定电压设定为220～690V。

4.根据权利要求1所述的储能并网变换器的快速并离网切换方法，其特征在于，所述第一稳定计数器设定的倒计时初始值为5～100，所述第二稳定计数器设定的倒计时初始值为5～100。

5.一种储能并网变换器的快速并离网切换系统，其特征在于，所述并离网切换系统包括第一三二变换模块、第一比例积分运算模块、积分模块、第二比例积分运算模块、第二三二变换模块、第三比例积分运算模块、第一稳定计数器和第二稳定计数器，其中，

所述第一三二变换模块能够结合并网工作模式下的当前锁相角度，对并网工作模式下的电网侧三相电压进行abc/dq转换并输出网侧电压dq分量，还能够结合并网预同步阶段的当前锁相角度，对预同步阶段的电网侧三相电压进行abc/dq转换并输出网侧电压dq分量和网侧电压d轴分量；

所述第一比例积分运算模块通过并网控制开关S₁与第一三二变换模块连接，并能够在并网工作模式下，对网侧电压dq分量进行比例积分运算后输出角速度增量；

所述第二比例积分运算模块通过预同步开关S₂与第一三二变换模块连接，并能够在并网预同步阶段，对网侧电压dq分量进行比例积分运算后输出角速度增量；

所述积分模块能够与第一比例积分运算模块连接，并能够对并网工作模式下的系统角速度进行积分运算后输出更新后的锁相角度，或者，所述积分模块能够与第二比例积分运算模块连接，并能够对并网预同步阶段的系统角速度进行积分运算后输出更新后的锁相角度；

所述第二三二变换模块能够结合并网预同步阶段的当前锁相角度，对并网预同步阶段的变换器侧三相电压进行abc/dq转换并输出变换器侧电压d轴分量；

所述第三比例积分运算模块通过预同步开关S₃与第二三二变换模块连接，并能够在并网预同步阶段，对变换器侧电压d轴分量与网侧电压d轴分量之差进行比例积分运算后输出电压参考值增量；

所述第一稳定计数器能够在并网预同步阶段的系统角速度值计算稳定后开始倒计时；

所述第二稳定计数器能够在并网预同步阶段的更新后的电压参考值计算稳定后开始倒计时；

所述第二比例积分运算模块的比例环节的第一系数小于所述第一比例积分运算模块的比例环节的第一系数，且所述第二比例积分运算模块的积分环节的第二系数小于所述第一比例积分运算模块的积分环节的第二系数；

所述更新后的电压参考值计算稳定的判断标准为：连续5个开关周期内，所述更新后的电压参考值的变化率不超过5％；

所述系统角速度计算稳定的判断标准为：连续5个开关周期内，系统角速度的变化率不超过5％。