[发明专利]一种基于储能变换器电流内环共用的负荷并离网切换方法

权利要求书

1.一种基于储能变换器电流内环共用的负荷并离网切换方法，它包括：

步骤1、在并网状态下储能变换器工作于PQ控制模式；

步骤2、在离网状态下储能变换器工作与V/f控制模式；

步骤3、储能变换器在并离网切换瞬间，由PQ控制模式切换到V/f控制模式，且两种控制模式共用一套电流内环，基于电流内环的控制特性使储能变换器出口电压不发生幅值及相位的突变。

2.根据权利要求1所述的一种基于储能变换器电流内环共用的负荷并离网切换方法，其特征在于：它还包括：

步骤4、在电流内环加入前馈微分环节，通过微分环节的超前和增稳特性，减小并离网切换过程中的电流过冲，增加并离网切换过程的稳定程度。

3.根据权利要求1所述的一种基于储能变换器电流内环共用的负荷并离网切换方法，其特征在于：步骤1所述PQ控制模式通过恒功率充放电控制使储能电池处于充电或者放电两种状态，在正常并网运行时根据实际电网需求动态切换充电或者放电状态，通过Pref的正负不同取值实现，放电状态Pref为正值，充电状态Pref为负值。

4.根据权利要求1所述的一种基于储能变换器电流内环共用的负荷并离网切换方法，其特征在于：所述V/f控制模式通过电压外环人为给定并网点电压的幅值和频率，维持孤岛状态下重要负荷母线电压恒定，同时为连接于该母线上的风电或光伏分布式电源提供电压参考；在离网状态下，储能变换器保证母线电压的恒定，输出功率则按照负荷的功率波动自发调整。

5.根据权利要求1所述的一种基于储能变换器电流内环共用的负荷并离网切换方法，其特征在于：步骤3所述电流内环在并网转孤岛时，仅将PQ控制的功率外环切换成V/f控制的电压外环；基于电流内环的控制特性当从PQ控制切换成V/f控制时，变换器端口输出电压不突变。

6.根据权利要求2所述的一种基于储能变换器电流内环共用的负荷并离网切换方法，其特征在于：所述前馈微分环节在外环突变情况下，依靠微分环节的超前响应特性使电流快速响应到参考值，减小系统进入稳定状态的时间，减少并离网切换过程中引发的电流、电压闪变及过冲，实现负荷的并离网平滑切换。

7.根据权利要求1所述的一种基于储能变换器电流内环共用的负荷并离网切换方法，其特征在于：PQ控制包含有功环及无功环，有功环将P_ref和实际有功出力P的差值经PI控制器得到电流内环参考值i_dref，电流内环再将i_dref和实际的d轴电流i_d的差值经过PI控制器最终给出变换器输出电压的d轴参考值，最终再由park反变换给出abc坐标系下的PWM参考信号，PQ控制模型：

在dq坐标系下，逆变器输出功率如下：

式中，P_inv、Q_inv分别为逆变器有功、无功功率瞬时值；u_gd、u_gq分别为电网侧电压d轴、q轴分量；i_d、i_d分别为逆变器并网电流d轴、q轴分量；

在此坐标系下，设d轴与电网三相电压合成矢量重合，则u_gq＝0，此时逆变器输出功率变为：

对电流环采用解耦控制模型：

其中，H＝k_p+k_i/s为控制器的PI环节，k_p、k_i为PI环节中相对应的参数，i_dref、i_qref指的是电流环参考dq轴电流。

8.根据权利要求1所述的一种基于储能变换器电流内环共用的负荷并离网切换方法，其特征在于：V/f控制模式为电压外环和电流内环双闭环的串行控制；电压外环用于维持储能变换器并网母线的电压幅值恒定，将交流测电压经dq变换后得到的u_gd、u_gq分别与u_gdref、u_gqref的差值经PI环节调节输出，令u_gdref＝u_g、u_gqref＝0；电压外环为电流内环提供dq轴电流输入的参考值。