[发明专利]一种级联型储能系统主动并离网切换方法

说明书

本发明的级联型储能系统主动并离网切换方法，特征在于：级联型储能系统从并网状态切换至离网状态时，以当前交流电网的电压幅值、相位和角频率为初始值进入离网电压控制环路；级联型储能系统从离网状态切换至并网状态时，对级联型储能系统离网状态输出的电压幅值和相位进行调整，直至电压和幅值同步时，将其切换至并网状态。本发明的并离网切换方法，解决了现有采用闭锁装置并离网所带来的短暂（如100ms）停电所导致的本地关键设备不能正常工作的问题，也解决了现有采用下垂控制以及虚拟同步机并离网时，下垂系数和虚拟同步机转动惯量的确定比较困难、容易造成系统不稳定的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种并离网切换方法，更具体的说，尤其涉及一种级联型储能系统的主动并离网切换方法。

背景技术

随着分布式可再生能源和储能装置的安装日益增多，给现代配电系统带来了结构上的变化。一般的光伏发电或者储能装置输出电压等级较低，需要通过升压变压器接入高压等级电网。高压级联型储能系统是一种新型的储能变流器。这种变流器通过H桥的级联拓扑达到较高的交流侧输出电压，可与10kV、35kV高压等级电网直接相连省略了升压变压器，从而提高了变流器的效率。

以级联储能系统为主的微电网同样面临并离网切换的问题。目前在大规模储能电站应用领域当中，为保证并离网切换成功，一般采用闭锁装置输出，等待并离网开关动作完成后重启设备的方式。由于常用并离网开关的响应时间在100ms左右，在此期间会造成短暂停电，导致本地关键负荷不能正常工作。

现有无缝并离网切换方法大多采用下垂控制以及虚拟同步机，但下垂控制和虚拟同步机控制会带来输出电压幅值和频率的变化，而且下垂系数和虚拟同步机转动惯量的确定比较困难，容易造成系统的不稳定。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种级联型储能系统主动并离网切换方法。

本发明的级联型储能系统主动并离网切换方法，级联型储能系统的输出端经并离网开关接于交流电网上，本地负载的供电端接于并离网开关后侧的级联储能系统的输出端上；其特征在于：级联型储能系统从并网状态切换至离网状态时，以当前交流电网的电压幅值、相位和角频率为初始值进入离网电压控制环路；级联型储能系统从离网状态切换至并网状态时，对级联型储能系统离网状态输出的电压幅值和相位进行调整，直至级联型储能系统输出的电压和幅值与当前交流电网的电压和幅值同步时，将其切换至并网状态。

本发明的级联型储能系统主动并离网切换方法，级联型储能系统从并网状态切换至离网状态通过以下步骤来实现：

a).采集电网信息并计算电压参考值，当接收到由并网状态切换至离网状态的命令时，采集交流电网的电压幅值U_g1、相位θ_g1和角频率ω；

b).计算离网电压参考值，通过公式(1)计算级联型储能系统的离网输出电压参考值：

式中，θ_{pcs_ref}为离网电压环相位参考，u_Aref、u_Bref和u_Cref分别为离网电压环A相、B相和C相的参考值；

c).闭环电压调节，对将要离网的级联型储能系统输出的三相电压分别进行独立的控制，通过公式(2)进行闭环电压调节：

u_{A_m}＝u_Aref+k_p·(u_Aref-u_Apcs)

u_{B_m}＝u_Bref+k_p·(u_Bref-u_Bpcs) (2)