CN106058910A - 储能逆变器双模无缝智能切换系统及其切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储能逆变器双模无缝智能切换系统，其特征在于，包括：储能式逆变器、DSP、并网开关，储能式逆变器一端与DSP连接，另一端与并网开关连接。本发明还公开了储能逆变器双模无缝智能切换方法。本发明通过接触器实现并离网储能逆变器的双模智能切换，实现了孤岛工况和并网工况的无缝切换，同时确保在两种运行模式切换过程中没有电流、电压的瞬时过冲，有效保护了用电设备免受损坏。

Description

储能逆变器双模无缝智能切换系统及其切换方法

技术领域

本发明涉及一种电力控制系统，具体涉及一种储能逆变器双模无缝智能切换系统。本发明还涉及一种储能逆变器双模无缝智能切换方法。本发明属于电力系统领域。

背景技术

目前的无缝切换技术大多选用双向晶闸管作为并网开关，晶闸管相对于接触器来说开通速度更快，但成本更高，且驱动电路复杂。并离网切换过程中的过渡模式，即电流源独立模式。这种控制模式在带载切换情况下可有效减小电流冲击，但是由于需要检测负载电流，所以在空载和轻载并网时存在缺陷。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种储能逆变器双模无缝智能切换系统及其切换方法，以解决现有技术存在的技术成本高、驱动电路复杂、而且在空载和负载很小的情况存在难以检测负载电流的技术问题。。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

储能逆变器双模无缝智能切换系统，其特征在于，包括：储能式逆变器、DSP、并网开关，储能式逆变器一端与DSP连接，另一端与并网开关连接。

前述的储能逆变器双模无缝智能切换系统，其特征在于，储能式逆变器包括储能式逆变器控制器，由储能式逆变器控制器来从DSP获取运行指令，然后向并网接触器发出更改开关状态指令。

前述的储能逆变器双模无缝智能切换系统，其特征在于，并网开关包括并网接触器，所述并网接触器包括接触器辅助触点、接触器主触点，通过检测检测接触器辅助触点的开关状态，可实时判断接触器主触点开关状态，从而及时切换控制模式。

储能逆变器双模无缝智能切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一： 孤岛运行正常情况下，储能逆变器控制器接受到并网指令后开始进行离网到并网工况的切换准备；

步骤二：储能逆变器控制器判断当前情况是否满足并网要求的电气条件，如满足并网要求的电气条件，储能逆变器控制器给并网接触器发出控制闭合逻辑命令；

步骤三：储能逆变器控制器检测接触器辅助触点的开关逻辑来判断是否闭合，如已经闭合则控制策略由电压源转为并网工况下的电流源控制，储能逆变器的工况由孤岛转为并网。

前述的储能逆变器双模无缝智能切换方法，其特征在于，并网要求的电气条件包括输出功率、光伏MPPT功率、负载功率、储能电池SOC状态。

储能逆变器双模无缝智能切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：储能逆变器控制器在并网状况下得到孤岛运行指令后，储能逆变器控制器给并网接触器发出断开指令，当接触器断开后此时物理上是孤岛状态，但是控制策略保持并网的电流源控制模式；

步骤二：储能逆变器控制器判断接触器辅助触点是否断开，如果检测到接触器辅助触点已断开，储能逆变器控制由电流源转变成电压源控制，系统进入孤岛运行状态。

本发明的有益之处在于：本发明通过接触器实现并离网储能逆变器的双模智能切换，实现了孤岛工况和并网工况的无缝切换，同时确保在两种运行模式切换过程中没有电流、电压的瞬时过冲，有效保护了用电设备免受损坏。

附图说明

图1是本发明储能逆变器双模无缝智能切换系统的架构图。

图2是本发明储能逆变器双模无缝智能切换方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参照图1所示，本发明随着包括风能和太阳能在内的可再生能源发电技术的发展，越来越多的分布式发电系统不仅可以接入公共电网来获得经济利益，同时还可以孤岛发电给本地负载供电。而对于分布式发电系统中的电力电子装置而言，其未来的发展方向一定是“即插即用”的，即需要变换器同时具备并网发电和孤岛发电两种功能，这就是所谓的“独立/并网双模式逆变器”。本实施例中简称双模式逆变器、储能式逆变器。

双模式逆变器的控制涉及到两个方面：一是控制策略的选择，由DSP程序控制；二是运行模式的选择，由并网开关状态决定。当逆变器并网运行时，并网开关闭合，由于电网电压不受控，此时逆变器只控制输入电流，称为“电流型控制”；当逆变器孤岛运行时，并网开关断开，此时控制逆变器输出电压，电流由所带负载决定，故称为“电压型控制”。所以双模式逆变器的控制需要综合考虑DSP控制策略和并网开关控制，如图1所示。储能逆变器双模无缝智能切换系统，其特征在于，包括：储能式逆变器、DSP、并网开关，储能式逆变器一端与DSP连接，另一端与并网开关连接。

储能式逆变器包括储能式逆变器控制器，由储能式逆变器控制器来从DSP获取运行指令，然后向并网接触器发出更改开关状态指令。

储能式逆变器包括储能式逆变器控制器，具体由储能式逆变器控制器来从DSP获取运行指令，然后向并网接触器发出更改开关状态指令。

对于双模式逆变器的无缝切换控制，本发明采用“并网开关先切换，控制策略后切换”的原则。通过检测接触器辅助触点的开关状态，可实时判断接触器主触点开关状态，从而及时切换控制模式。以孤岛状态切换到并网状态为例，当系统接收到并网命令且满足并网条件时，DSP首先控制并网开关闭合，而控制策略仍然保持孤岛时的电压型控制。当系统检测到接触器辅助触点闭合后立即转变控制模式，由电压型控制转为电流型控制。也就是，在给接触器闭合信号和检测到接触器辅助触点闭合这段时间（即接触器的响应时间，大约60ms），接触器实际上并未闭合，故仍然采用电压型控制模式，待检测到辅助触点闭合，立刻转变控制模式为电流型控制，这样可以有效地较少并网电流冲击。

如图2所示为双模式逆变器模式切换的流程图。在图2中的(a)是孤岛及离网模式切换到并网模式的工作流程；首先孤岛运行正常情况下，储能逆变器接受到并网指令后开始进行离网到并网工况的切换准备；第一步储能逆变器控制器判断当前情况是否满足并网要求的电气条件，如输出功率、光伏MPPT功率、负载功率、储能电池SOC状态等电气指标，如满足并网条件，储能逆变器给并网接触器发出控制闭合逻辑命令，此时物理上并网接触器已经闭合，但是控制策略依然保持离网时的电压源控制，即此时表现为孤岛和并网的两种工况；然后控制器检测接触器辅助触点的开关逻辑来判断是否闭合，如已经闭合则控制策略由电压源转为并网工况下的电流源控制，此时有孤岛状态到并网状态的智能切换过程才全部完成，储能逆变器的工况也有孤岛(离网)转为并网。

图2中的（b）所示是并网到孤岛的切换工作流程，这个过程比孤岛到并网要简单一点，当储能逆变器控制器在并网状况下得到孤岛运行指令后，控制器给并网接触器发出断开指令，当接触器断开后此时物理上是孤岛状态，但是控制策略保持并网的电流源控制模式，然后控制器判断接触器辅助触点是否断开，如果检测到接触器辅助触点已断开，储能逆变器控制有电流源转变成电压源控制，此时由并网状态到孤岛状态的切换过程全部完成，系统进入孤岛运行状态。

由此，本发明采用“并网开关先切换，控制策略后切换”的原则。通过检测接触器辅助触点的开关状态来判断接触器主触点闭合断开状态，实现并离网双模的实时切换控制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.储能逆变器双模无缝智能切换系统，其特征在于，包括：储能式逆变器、DSP、并网开关，储能式逆变器一端与DSP连接，另一端与并网开关连接。

2.根据权利要求1所述的储能逆变器双模无缝智能切换系统，其特征在于，储能式逆变器包括储能式逆变器控制器，由储能式逆变器控制器来从DSP获取运行指令，然后向并网接触器发出更改开关状态指令。

3.根据权利要求2所述的储能逆变器双模无缝智能切换系统，其特征在于，并网开关包括并网接触器，所述并网接触器包括接触器辅助触点、接触器主触点，通过检测检测接触器辅助触点的开关状态，可实时判断接触器主触点开关状态，从而及时切换控制模式。

4.储能逆变器双模无缝智能切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一： 孤岛运行正常情况下，储能逆变器控制器接受到并网指令后开始进行离网到并网工况的切换准备；

步骤二：储能逆变器控制器判断当前情况是否满足并网要求的电气条件，如满足并网要求的电气条件，储能逆变器控制器给并网接触器发出控制闭合逻辑命令；

步骤三：储能逆变器控制器检测接触器辅助触点的开关逻辑来判断是否闭合，如已经闭合则控制策略由电压源转为并网工况下的电流源控制，储能逆变器的工况由孤岛转为并网。

5.根据权利要求4所述的储能逆变器双模无缝智能切换方法，其特征在于，并网要求的电气条件包括输出功率、光伏MPPT功率、负载功率、储能电池SOC状态。

6.储能逆变器双模无缝智能切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：储能逆变器控制器在并网状况下得到孤岛运行指令后，储能逆变器控制器给并网接触器发出断开指令，当接触器断开后此时物理上是孤岛状态，但是控制策略保持并网的电流源控制模式；

步骤二：储能逆变器控制器判断接触器辅助触点是否断开，如果检测到接触器辅助触点已断开，储能逆变器控制由电流源转变成电压源控制，系统进入孤岛运行状态。