[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

说明书

本发明公开了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；解决了现有技术中存在的传统的储能变换器PQ控制和V/f控制是两套独立的控制系统，在并离网切换瞬间势必带来并网电压和电流的相位、幅值闪变或过冲，影响重要负荷的供电质量，甚至引发重要设备故障等技术问题。

技术领域

本发明涉及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，属于微电网储能变换器控制领域。

背景技术

储能电池存在并网和孤岛两种运行模式:在并网运行模式下,并网点电压由配电网提供，储能变换器处于PQ控制模式，一方面可以从大电网吸收多余的能量，工作在充电备用状态，同时也可以处于放电状态，为电网提供一定时间的有功支撑；另一方面，储能并网运行时也可以通过变换器的无功控制为并网点电压进行支撑，在电压较低时增发无功，电压过高时候则吸收功率，动态调节并网点电压大小。并网运行的储能电池应根据电网实际需求，合理制定运行策略；当配电网出现故障或较大扰动时，储能电池的孤岛检测装置以低电压为触发信号，断开并网母线与配电网的联系，与该母线上的其他分布式电源及负荷形成孤网系统，此时储能变换器切换到离网运行V/f控制模式，控制并网母线电压及频率恒定，为负荷提供功率支撑，进而满足重要负荷的连续供电需求。传统的储能变换器PQ控制和V/f控制是两套独立的控制系统，在并离网切换瞬间势必带来并网电压和电流的相位、幅值闪变或过冲，影响重要负荷的供电质量，甚至引发重要设备故障，因此通过储能变换器的并离网平滑切换控制，抑制切换过程中的冲击，是保障重要负荷高可靠连续供电的关键技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供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，以解决现有技术中存在的传统的储能变换器PQ控制和V/f控制是两套独立的控制系统，在并离网切换瞬间势必带来并网电压和电流的相位、幅值闪变或过冲，影响重要负荷的供电质量，甚至引发重要设备故障等技术问题。

本发明的技术方案是：

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。

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。

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。

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。

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。