[发明专利]一种基于双边锁相的自动离网转并网相位追踪方法

说明书

本发明用来解决离网转并网的无缝切换，具体的技术方案是提供了一种基于双边锁相的自动离网转并网相位追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：储能系统先对电网锁相，得到电网的角度；把电网角度给离网设备输出电压进行电压变换的闭环控制，得到输出侧和外电网侧的角频率差；离网设备基于角频率差控制输出电压的频率，并在输出电压不断的调整后，把输出侧和外电网侧的相角差控制到一定范围之内，完成外电网相位的追踪。本发明通过两次闭环锁相，使得离网设备能够自动调节输出频率实现外电网的自动跟踪，实现无冲击离网转并网的无缝切换。

技术领域

本发明涉及一种解决离网转换到并网相位追踪的方法，属于新能源储能技术并网发电技术领域。

背景技术

随着新能源光伏储能系统的发展，以光伏储能系统为代表的分布式发电己被广泛应用于电网组成中。储能系统可以进行并网运行和离网运行。在外电网正常条件下，离网运行的系统可以切换到并网模式。为了减少电流的冲击，防止损坏开关器件和本地负载，需要把离网运行的相位调节到和外电网一致。储能系统需要用一种算法来自动调节输出电压的相位。

现有具有并网离网切换的储能系统，在离网运行切换到并网运行时，外电网的相位和本地离网系统的不一致。直接闭合切换开关，会引起很大的冲击电流，严重时损坏设备。

为解决上述问题，通常的做法是储能变流器先停止运行，本地负载停电，再把切换开关吸合上，储能变流器再运行。该解决方案的缺点是：本地的负载需要先停电再上电，不能实现本地离网供电和外网供电的无缝切换。

发明内容

本发明的目的是：提供一种在本地负载不停电的情况下，实现离网到并网的自动相位追踪方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于双边锁相的自动离网转并网相位追踪方法，其中，离网运行时，由储能系统为本地负载供电；并网运行时，可以由外电网为本地负载供电，也可以由储能系统为本地负载供电，通过所述自动离网转并网相位追踪方法实现在控制系统控制下的自动离网转并网，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、控制系统对外电网锁相，得到外电网的锁相角；

步骤2、把外电网的锁相角给储能系统，用外电网的锁相角对储能系统的输出电压进行外电网锁相角同步旋转坐标变换，获得储能系统输出电压的电压无功分量U_q；

步骤3、对电压无功分量U_q进行闭环控制，使得电压无功分量U_q为0，进而得到储能系统的输出侧和外电网侧的角频率差Δω；

步骤4、获得预先设定的储能系统离网时输出的角频率ω_set与角频率差Δω的差值，基于该差值控制储能系统的输出电压；

步骤5、若储能系统输出电压的相位和外电网的相位误差在预先设定的范围之内，则完成相位跟踪，否则，返回步骤1。

优选地，步骤1中，获得外电网的锁相角包括以下步骤：

步骤101、对外电网电压进行Clark变换后，再进行Park变换；

步骤102、经过PI闭环调节滤除上一步所得信号的Q轴分量V_q，得到误差角频率Δω_Grid；

步骤103、误差角频率Δω_Grid加上基频的角频率ω_Grid后再进行积分，即可得到外电网的锁相角θ_p。

优选地，步骤101中，所述Clark变换为等幅值的Clark变换，或为等功率的Clark变换。

优选地，步骤102中，通过下式控制同步旋转坐标系下的外电网电压信号的Q轴分量V_q为0：