CN104518511B - 一种配电网末端的储能系统同期控制过程电压修正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配电网末端的储能系统同期控制过程电压修正方法，包括如下步骤：S01：并网点开关断开，储能系统离网状态下以V/F电压源模式运行；S02：检测配电网侧电压是否恢复，若配电网侧电压恢复，则采集配电网侧电压，并计算得到三相电压幅值平均值Ugrid；S03：采集并网点开关微网侧电压，并计算得到三相电压幅值平均值Umicro；采集储能系统就地侧电压，计算得到三相电压幅值平均值Uabc；S04：进行电压给定补偿，得到电压控制给定值Uref，其中，Uref=Ugrid+(Uabc-Umicro)；S05：将电压控制给定值Uref分别与储能系统就地侧电压Ua、Ub、Uc形成电压闭环，输出调制波控制储能系统的输出电压，其中Ua为A相电压幅值、Ub为B相电压幅值、Uc为C相电压幅值。提高微电网系统的运行稳定性。

Description

一种配电网末端的储能系统同期控制过程电压修正方法
技术领域
本发明涉及一种配电网末端的储能系统同期控制过程电压修正方法。
背景技术
农村、山区、海岛等配电网末端由于网架结构薄弱，常常存在季节性或时段性负荷波动造成的电压支撑能力不足和供电能力弱、电能质量差的问题。储能系统能够同时提供有功和无功支撑，稳定电网末端节点电压水平，提高配电变压器运行效率，增强配电网对新能源及分布式电源的接纳能力，并可在电网故障或检修时提供应急电源，是提高典型配电网末端供电能力和供电可靠性的有效技术手段。
在大电网遇到故障停电时，储能系统通过无缝切换使配电网末端形成一个独立运行的微电网，并提供电压和频率支撑，可降低线路跳闸对配网用户的影响，在大电网恢复供电后可以通过同期控制实现微电网系统的可靠并网。
储能系统在同期控制过程中作为主电源离网运行，其通过检测电网侧电压及输出侧电压，调节两侧电压幅值、相位及频率，使两侧电压满足合闸条件后输出合闸信号完成同期控制，但当储能系统位于配电网末端且距离并网点较远时，储能系统的输出电压在并网点位置会产生一定的衰减，此时通过判断储能系统输出侧及并网点位置的电压信息判断合闸条件，合闸时由于压差的存在会产生较大的合闸电流，影响合闸成功率，甚至损坏系统中相关设备。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种配电网末端的储能系统同期控制过程电压修正方法，采取补偿的方法，准确判断同期控制过程中的合闸条件，提高配电网末端的储能系统同期控制过程中的合闸成功率，降低并网冲击，提高微电网系统的运行稳定性。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种配电网末端的储能系统同期控制过程电压修正方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：并网点开关断开，储能系统与并网点内侧的分布式电源与负荷形成微电网独立运行，其中，储能系统离网状态下以V/F电压源模式运行；
S02：检测配电网侧电压是否恢复，若配电网侧电压恢复，则采集配电网侧电压，并计算得到三相电压幅值平均值Ugrid；
S03：采集并网点开关微网侧电压，并计算得到三相电压幅值平均值Umicro；采集储能系统就地侧电压，计算得到三相电压幅值平均值Uabc；
S04：进行电压给定补偿，得到电压控制给定值Uref，其中，
Uref＝Ugrid+(Uabc-Umicro)；
S05：将电压控制给定值Uref分别与储能系统就地侧电压Ua、Ub、Uc形成电压闭环，输出调制波控制储能系统的输出电压，其中Ua为A相电压幅值、Ub为B相电压幅值、Uc为C相电压幅值。
优选，步骤S05的具体步骤如下：电压控制给定值Uref分别与储能系统就地侧电压的A、B、C三相电压幅值Ua、Ub、Uc形成单独的闭环控制，经过PI控制后与额定频率50Hz形成的正弦给定相乘，作为调制波进入SPWM控制模块，输出得到控制脉冲，控制储能系统三相电压输出。
优选，所述储能系统与并网点开关之间的输电线路长度达500米以上。
上述方法，通过采集配电网侧、并网点微网侧、储能系统就地侧的电压，经过电压补偿计算得到电压控制给定修正值，以确保同期控制过程中并网点两侧电压幅值符合合闸阈值，该控制方法可有效提高配电网末端的储能系统同期控制过程中的合闸成功率，降低并网冲击，提高微电网系统的运行稳定性。
本发明的有益效果是：采取补偿的方法，准确判断同期控制过程中的合闸条件，提高配电网末端的储能系统同期控制过程中的合闸成功率，降低并网冲击，提高微电网系统的运行稳定性。
附图说明
图1是本发明一种配电网末端的储能系统同期控制过程电压修正方法的结构示意图；
图2是本发明同期控制流程图；
图3是本发明步骤S05的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
一种配电网末端的储能系统同期控制过程电压修正方法，主要针对位于配电网末端的储能系统，其结构示意图如图1所示，储能系统经过一段长距离输电线路后经并网点开关K1接入配电网系统，其中，优选，所述储能系统与并网点开关之间的输电线路长度达500米以上。所述并网点开关K1附近接入了分布式电源及负荷。当并网点开关K1断开时，即储能系统离网运行过程中，储能系统与并网点内侧的分布式电源及负荷形成微电网独立运行，微网运行时会在输电线路上产生双向功率流动，影响并网点位置与储能系统位置处的电压水平。
如图2所示，储能系统同期控制过程电压修正方法具体包括如下步骤：
S01：并网点开关K1断开，储能系统与并网点内侧的分布式电源与负荷形成微电网独立运行，其中，储能系统离网状态下以V/F(即输出电压跟频率成正比)电压源模式运行。
S02：检测配电网侧电压是否恢复，若配电网侧电压恢复，则采集配电网侧电压，并计算得到三相电压幅值平均值Ugrid。
若配电网侧电压未恢复，则储能系统按照电压给定默认值恒压输出进行控制。
S03：采集并网点开关微网侧电压，并计算得到三相电压幅值平均值Umicro；采集储能系统就地侧电压，计算得到三相电压幅值平均值Uabc。
S04：进行电压给定补偿，得到电压控制给定值Uref，其中，
Uref＝Ugrid+(Uabc-Umicro)。
S05：将电压控制给定值Uref分别与储能系统就地侧电压Ua、Ub、Uc形成电压闭环，输出调制波控制储能系统的输出电压，其中Ua为A相电压幅值、Ub为B相电压幅值、Uc为C相电压幅值。
优选，步骤S05的具体步骤如图3所示，电压控制给定值Uref分别与储能系统就地侧电压的A、B、C三相电压幅值Ua、Ub、Uc形成单独的闭环控制，经过PI控制后与额定频率50Hz形成的正弦给定相乘，作为调制波进入SPWM控制模块，输出得到控制脉冲，控制储能系统三相电压输出。
储能系统实时检测配电网侧的电压，当配电网侧电压恢复正常时储能系统会自动启动同期控制过程。
通过采集配电网侧、并网点微网侧、储能系统就地侧的电压，经过电压补偿计算得到电压控制给定修正值，以确保同期控制过程中并网点两侧电压幅值符合合闸阈值，该控制方法可有效提高配电网末端的储能系统同期控制过程中的合闸成功率，降低并网冲击，提高微电网系统的运行稳定性。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种配电网末端的储能系统同期控制过程电压修正方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：并网点开关断开，储能系统与并网点内侧的分布式电源与负荷形成微电网独立运行，其中，储能系统离网状态下以V/F电压源模式运行；
S02：检测配电网侧电压是否恢复，若配电网侧电压恢复，则采集配电网侧电压，并计算得到三相电压幅值平均值Ugrid；
S03：采集并网点开关微网侧电压，并计算得到三相电压幅值平均值Umicro；采集储能系统就地侧电压，计算得到三相电压幅值平均值Uabc；
S04：进行电压给定补偿，得到电压控制给定值Uref，其中，
Uref＝Ugrid+(Uabc-Umicro)；
S05：将电压控制给定值Uref分别与储能系统就地侧电压的A、B、C三相电压幅值Ua、Ub、Uc形成电压闭环，输出调制波控制储能系统的输出电压，其中Ua为A相电压幅值、Ub为B相电压幅值、Uc为C相电压幅值。
2.根据权利要求1所述的一种配电网末端的储能系统同期控制过程电压修正方法，其特征在于，在步骤S02中，若配电网侧电压未恢复，则储能系统按照电压给定默认值恒压输出。
3.根据权利要求1所述的一种配电网末端的储能系统同期控制过程电压修正方法，其特征在于，在步骤S05中，电压控制给定值Uref分别与储能系统就地侧电压的A、B、C三相电压幅值Ua、Ub、Uc形成单独的闭环控制，经过PI控制后与额定频率50Hz形成的正弦给定相乘，作为调制波进入SPWM控制模块，输出得到控制脉冲，控制储能系统三相电压输出。
4.根据权利要求1‐3任意一项所述的一种配电网末端的储能系统同期控制过程电压修正方法，其特征在于，所述储能系统与并网点开关之间的输电线路长度达500米以上。
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