CN109217673A - 一种储能变流器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种储能变流器及其控制方法,包括斩波模块、逆变模块、检测电路和控制电路,斩波模块与直流储能单元连接,用于将直流储能单元输入的第一直流电转换为第二直流电输出给逆变模块,逆变模块与所述斩波模块连接,用于将所述斩波模块输出的第二直流电转换成第一交流电并输出给检测电路;本发明的变流器通过采集电量信息,对斩波电路和逆变电路进行电压电流、功率的闭环控制,最终得到符合要求的第二交流电,本变流器将斩波逆变部分主体紧凑有效的在一定空间内实现排布,通过引入最多四路直流单元,进行总体规划控制,充分实现对每路直流单元的优化控制,加大了变流器的总体容量,提高了每一路直流单元的使用寿命,增加了整个系统可靠性。

Description

一种储能变流器及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种变流器,其构造用于使直流电和交流电相互转换,直流电部分为储能电池,交流电部分为电网,实现交流系统与直流系统的能量双向流动。
背景技术
在分布式电网中,分布式储能与分布式发电要平稳接入电网且保证电网质量,需要接入变流器。对于分布式储能,尤其以蓄电池为主,需要设计实现变流器以充电和放电的形式与电网交换能量,用以对储能电池进行充、放电的控制与管理。
另外,在微电网中,由于分布式储能与分布式发电的大数量接入,容易引起电网电压波形畸变,引入多次谐波,对整个电网内电气设备造成影响,这时需要接入变流器一方面控制输出电压电流,一方面保证分布式环节可以正常有效工作。对于储能环节为蓄电池的变流器而言,能够可靠地运行在四个象限内,提高储能电池的循环寿命,减小体积体重,提高电能的利用效率一直是设计的目标,也是蓄电池储能变流器设计的难点。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的是提供一种储能变流器及其控制方法(PCS),设计出集成度高,易于维护且高效率的储能变流器。
为了实现上述目的,本发明采用的是技术方案是,一种储能变流器,包括斩波模块、逆变模块、检测电路和控制电路,其中:
所述斩波模块与直流储能单元连接,用于将直流储能单元输入的第一直流电转换为第二直流电输出给逆变模块;
所述逆变模块与所述斩波模块连接,用于将所述斩波模块输出的第二直流电转换成第一交流电并输出给检测电路;
所述检测电路分别与所述斩波模块和逆变模块连接,用于分别检测所述斩波模块和逆变模块的电路信息,所述电路信息包括电压和电流,即斩波模块和逆变模块的电压和电流;
所述控制电路分别与所述斩波模块、逆变模块和检测电路连接,用于根据接收到的第一直流电和第二直流电信息产生斩波控制信号,实现对斩波模块输出第二直流电的控制,且用于根据逆变模块输出的第一交流电电路信息产生逆变控制信号,以控制所述逆变模块产生需要的第二交流电,逆变模块产生第二交流电输出给电网。
所述斩波模块包括四路直流变换电路、缓起电路、四路蓄电池支撑电容、四路升压电感四路蓄电池升压支撑电容及母线稳压电容,其中:
所述四路直流变换电路,用于将接入的第一电压转换到输入到逆变电路的第二电压,其中四路斩波电路的输出并联共同维持母线电压;
缓起电路,包括接触器和缓起电阻,用于蓄电池启动环节,避免启动电流过大造成蓄电池寿命缩短;
四路蓄电池支撑电容,用于维持四路接入第一电压恒定,较少电压波动;
四路升压电感,用于将第一电压转换到第二电压,与IGBT开关电路构成boost升压电路;每个升压电路需要两个IGBT开关,构成半桥电路,其中每个上桥臂IGBT的阴极为斩波电路输出正极,每个下桥臂IGBT的阳极为斩波电路输出负极;
四路蓄电池升压支撑电容及母线稳压电容,用于维持第二电压稳定;
对于斩波模块的电量检测电路,包括每一路蓄电池的第一电压检测电路,升压电感的电流检测电路,母线电容的电压检测电路:
运算放大电路,与所述斩波电路连接,用于将电压电流信号进行放大并输出;
电压跟随电路,与运算放大电路连接,用于阻抗匹配;
反向比例电路和采样电路,所述电压跟随电路之后接入反相比例电路,之后接入采样电路,反相比例电路将电压跟随电路输出的电压转换为符合采样电路要求的电压后输出,经过采样电路转换为数字信号。
所述逆变模块包括三相全桥电路、三相LC滤波器、三相隔离交流变压器、逆变驱动电路和三相接入缓起电路,其中:
所述三相全桥电路,其中开关管为IGBT,经逆变控制得到三相交流输出;三相LC滤波器,滤除控制输出的高次谐波;三相隔离交流变压器,用于隔离变流器和电网,保证整流器的正常工作;由所述三相全桥电路与三相LC滤波器构成逆变主电路,用于通过输出第二直流电输出可靠稳定第一交流电,第一交流电经过三相隔离交流变压器输出第二交流电;
所述逆变驱动电路,其输入为控制电路,对接到的控制信号进行处理,输出可靠稳定的控制信号;
对逆变模块的电量检测电路,包括三相逆变输出电容电压即第一交流电,三相逆变输出电感电流,变压器输出三相电压即第二交流电;
三相接入缓起电路,包括缓起电阻与接触器,避免变流器接入电网过程中出现的电流过冲。
所述变流器还包括:
数据通信电路,其一方面用于发送控制电路信息,发送给与所述变流器连接的外部设备,包括监控系统与上层控制系统,另一方面用于接收外部控制指令,并把控制指令发送给控制电路;
地址配置接口,其与所述控制电路连接,用于与配置在变流柜相应位置的地址接口配合连接,进而将所述地址接口所反映的位置信息反馈给所述控制电路。
所述变流器具备以太网、CAN通信接口和RS485接口。
所述直流储能单元及交流的接入部分都有接触器,可实现单独控制,并且根据实时电池电量优化每路充放电电流分配;提供周期与单独的维护方案,以最大化提高接入储能单元的寿命。
本发明还提供了一种储能变流器的控制方法,储能变流器中的逆变器在并网采用PQ控制结构,在孤岛状态下采用VF控制结构,其中:
PQ控制结构,通过给定有功无功参考值,计算得到电感电流值,经过内环控制环路,输出给定功率;VF控制结构,通过给定矢量电压参考值,计算得到电感电流值,经过内环控制环路,输出稳定电压。
变流器采用主动移相法的孤岛检测方法,通过提前或滞后输出电流的相位,由系统中的锁相环来驱动PCC点电压频率,当PCC点电压频率向上或向下持续偏移,则微电网系统进入孤岛运行状态,变流器控制PCC点开合实现微电网离网操作。
微电网离网包括主动离网与被动离网,被动离网时,PCC点为闭合状态且检测到PCC上端电压出现问题,变流器主动切断PCC点,并转入离网供电状态;主动离网时,远程操作或就地操作,控制变流器断开PCC点,微电网进入孤岛状态。
当PCC点为断开状态且检测到PCC点到大电网端有频率幅值稳定电压,控制选择孤网转并网,具体操作为,变流器调节逆变器输出电压相位幅值,直到与电网电压保持同步时闭合PCC点,之后转入并网控制状态。
与现有技术相比,本发明的变流器通过采集电量信息,对斩波电路和逆变电路进行电压电流、功率的闭环控制,最终得到符合要求的第二交流电,本变流器将斩波逆变部分主体紧凑有效的在一定空间内实现排布,通过引入最多四路直流单元,进行总体规划控制,充分实现对每路直流单元的优化控制,不仅加大了变流器的总体容量,且提高了每一路直流单元的使用寿命,且由于结构相似,简化了整体的连接方式,增加了整个系统的可靠性;提供可靠地孤岛检测方法,能够实现主动被动式并网转孤网操作,具有可靠地并网同步程序,在实现并网过程中具有较小的电流电压变化,以保证并网可靠。
本发明所述变流器适用于蓄电池直流储能系统的并网系统,所述蓄电池直流储能工作点电压一定范围内可调,故所述变流器可以应用于不同一定容量范围内的蓄电池并网,避免了不同功率等级接入储能时重新设计的麻烦,缩短了研发周期,进行批量生产时减少了多余的工作量从而提高了变流器的生产效率。直流储能单元及交流的接入部分电路中均连接有接触器,实现每路直流储能单元及交流的接入部分的单独控制,并且根据实时电池电量优化每路充放电电流分配,提供周期与单独的维护方案,以最大化提高接入储能单元的寿命。
附图说明
图1为本发明的系统构架结构示意图。
图2为本发明硬件结构的正面和反面视角的示意图。
图3为本发明的电路结构示意图。
图4为本发明的储能部分三阶段充电电压电流曲线。
图5触摸屏示意图。
具体实施方式
为了更为直观明了的了解本发明的技术手段及工作过程,本发明提供实施例的整体结构图图2以及整体电路图图3,对本发明的具体实施方式、结构、特征和功效会在后续详细说明。
如图1所示,变流器需要接在直流储能单元与电网之间,其中,直流储能单元一般为大容量蓄电池,变流器既可以以储能单元作为输出为电网提供能量也可以从电网吸收能量为储能单元充电,电路满足电压、电流的四象限工作。
如图1、图2和图3所示,变流器的内部构成包括斩波模块、逆变模块、电量检测模块和控制模块。其中,斩波模块与直流储能单元直接连接,通过控制环节将储能第一直流电转化为第二直流电作为逆变侧的输入直流母线电压,逆变模块与斩波模块的输出相连接,输入第二直流电转为第一交流电输出,经过三相隔离变压器,得到第二交流电与电网连接。
其中,电量检测模块实时检测斩波模块与逆变模块的相应部分,本实施例中,斩波模块具体的检测部分为:四路直流储能单元的每一路输入第一直流电压及每一路升压电感的第一直流电流,四路储能单元并联得到的直流母线第二直流电压。逆变模块具体的检测部分为:三相逆变输出端滤波电容的第一交流电压,三相隔离变压器输出端的第二交流电压,三相逆变输出端滤波电感的第一交流电流。并将以上检测的信号传至控制模块。
其中,控制模块与斩波模块、逆变模块、电量检测模块相连接,根据电量检测模块得到的信号,通过控制模块进行控制计算,调节输出。对于斩波模块,电量检测模块得到第二直流电压,经过控制环节,调节升压电感输出的第一直流电流,从而得到稳定在阈值的母线第二直流电压。对于逆变模块,电量检测模块得到逆变模块所输出的第一交流电压与第一交流电流,经过控制环节调节输出,从而使得第一交流电的电流稳定在预设电流阈值。其中,使用者根据所接入电网情况预设电压阈值和预设电流阈值,使输出稳定在一定范围内,变流器输出符合电网要求的第二交流电。
其中,本实施例应用的控制模块分为两个部分:斩波控制部分、逆变控制部分。斩波控制部分在本实施例里共分为8个部分:继电电路2:蓄电池组3、4的主接触器及软起接触器控制;继电电路1:蓄电池组1、2的主接触器及软起接触器控制;节点反馈电路:四路直流侧单元接触器状态反馈,电感温度反馈等;电源电路:为控制板提供±15V、+5V、+48V稳定电源,保证各个控制板块能够正常工作;信号调理电路:将采样信号与A/D转换模块相匹配;DSP控制电路:DC/DC数字控制电路,板子提供控制电路电源指示灯、程序运行指示灯、报错指示灯;PWM电平转换电路:控制板输出电压与驱动器输入匹配,输出可靠PWM波形;保留。
其中,逆变控制部分在本实施例里共分为8个部分:直流母线电压检测电路:逆变输入侧母线电压检测;节点反馈电路:逆变器急停、接触器、缓起接触器、温度等反馈;继电电路:主副接触器控制,系统状态控制;电源电路:为控制板提供±15V、+5V、+48V稳定电源,保证各个控制板块能够正常工作;信号调理电路:将采样信号与A/D转换模块相匹配;DSP控制电路:AC/DC数字控制电路,上面有控制电路电源指示灯、程序运行指示灯、报错指示灯;死区及故障综合电路:输出可靠PWM波形及报错指示;保留。
在本实施例中,直流储能部分的工作状态分为:停机、待机、运行、故障。其中,停机:上电闭合断路器或前一状态为故障状态且故障成功复位;待机:上电闭合断路器,闭合接触器且直流储能部分无故障;运行:正常启动PWM;故障:出现故障信号。
在本实施例中,逆变侧的工作状态分为:停机、待机、运行、故障。其中,停机:上电闭合断路器或前一状态为故障状态且故障成功复位;待机:上电闭合断路器,闭合接触器且逆变部分无故障;运行:正常启动PWM;故障:出现故障信号。
根据实施例,变流器的工作状态分为:待机、运行、故障。其中,待机:直流储能部分及交流网侧部分都正常接入,控制板提供稳定电压;运行:变流器的运行状态共有并网储能状态、并网放电状态、离网供电状态,三种状态;故障:直流侧和交流侧出现故障信号。
并网储能状态:交流侧接有稳定电压源,且能量的流动是由交流侧流入直流侧,即电流方向为从交流侧流入直流储能侧。
并网放电状态:交流侧接有稳定电压源,且能量的流动是由直流侧流入交流侧,即电流方向为从直流储能侧流入交流侧。
离网供电状态:交流侧没有稳定的电压源,由变流器为所在电网提供固定频率的稳定电压,能量的流动既可以从变流器流入网侧,也可以从网侧流入变流器,即变流器交流侧的电流流向根据所在微网的负载组成决定。
根据本实施例,变流器的控制方式分为就地控制与远程控制,变流器没有提供硬件切换部分,要切换控制方式需要通过本地的触摸屏进行改动。当变流器的控制方式选择为就地控制时,变流器的控制参数及状态切换只能通过本地触摸屏进行修改;远程控制:变流器的控制参数及状态切换通过上位机进行修改。
根据本实施例,直流储能部分为大容量蓄电池,当正常工作时,变流器会根据蓄电池剩余电量,进行电流分配,保证四路蓄电池能够长时间高效率可靠运行。
根据本实施例,直流储能部分最多支持四路蓄电池输出,这四路直流环节在结构上为并联控制,通过接收BMS的储能信息实现对多路储能的协调控制,在线实时调节每路直流储能的充放电电流,同时四路直流部分共同维持母线电压,实现母线电压的稳定控制。
根据本实施例,大容量蓄电池组具备维护操作,维护操作对每一路直流部分单独有效,维护分为单一维护和周期维护,单一维护为对指定单路蓄电池进行维护,周期维护为按照写入顺序,依次对蓄电池组进行维护。维护方案为对蓄电池组依次进行预充、快充、浮充、均充。其中预充阶段为对蓄电池预充电,保护蓄电池直接进入快充的电流冲击;快充阶段为对蓄电池进行恒电流充电,且电流数值较大,充电速度快;浮充阶段为对蓄电池进行恒压充电;均充阶段为对蓄电池进行恒压充电,且充电电压低于浮充阶段。
根据本实施例,蓄电池组充电按电压电流不同依次分为:恒流充电、恒压均充、恒压浮充。当蓄电池电量较低时,恒流充电通过给定充电电流参考值,经过电流控制环,满足恒定电流充电,蓄电池电量充到一定大小时,采集到蓄电池侧电压高于恒压充电值,直流侧转入恒压均充,通过给定充电电压参考值,经过电压控制环,电流控制环,使充电电流随蓄电池电量提高慢慢降低,当电流降低至浮转电流阈值时,充电转为恒压浮充充电方式,充电整个过程电压电流变化曲线如图4。
本实施例中,逆变器在并网和孤岛状态下分别采用PQ控制结构和VF控制结构。其中PQ控制结构,通过给定有功无功参考值,计算得到电感电流值,经过内环控制环路,输出给定功率。其中VF控制结构,通过给定矢量电压参考值,计算得到电感电流值,经过内环控制环路,输出稳定电压。
本实施例中,变流器采用主动移相法的孤岛检测方法,通过提前或滞后输出电流的相位,由系统中的锁相环来驱动PCC点电压频率持续向上或向下偏移,从而判断微电网系统是否进入孤岛运行状态,避免了电流波形发生畸变,且实现方法较为简单,孤岛检测盲区小。
本实施例中,变流器根据上述孤岛监测方法,通过检测PCC上端电压的幅值、频率,进行对PCC开合的控制。变流器提供主动与被动的微电网离网操作。被动离网时,PCC为闭合状态且检测到PCC上端电压出现问题,变流器主动切断PCC,并转入离网供电状态;主动离网时,远程操作或就地操作,控制变流器断开PCC,微电网进入孤岛状态。
本实施例中,具有可靠地同步并网程序,当进行孤网转并网操作,当前PCC为断开状态且检测到PCC到大电网端有频率幅值稳定电压,人为控制选择孤网转并网选项,变流器调节逆变器输出电压相位幅值,直到与电网电压保持同步,保证可以可靠并网时闭合PCC,之后转入并网控制状态,具体转入状态为变流器进入孤岛之前的并网状态的系统设定。
本实施例中,为了实现对变流器状态实时监测,对控制参数进行实时更改,设计一个适用于本发明触摸屏程序,触摸屏具体示意图如图5。触摸屏提供变流器整体示意图,且提供准确的信息显示,主界面具体分为4个区域,具体区域介绍如下。
本实施例触摸屏示意图中,区域101:四路蓄电池实时状态显示,包括工作状态、各单路出口电压电流显示,若某一支路发生故障,则显示故障原因。相应蓄电池路数图标,点击可以进行蓄电池启动/停止、维护/退出、复位等操作。
本实施例触摸屏示意图中,区域102:PCS斩波逆变单元显示,包括DC/DC升压部分,AC/DC逆变部分,外接微电网部分。实时显示直流母线电压,以及各个部分的通讯情况,若发生故障显示对应故障原因。单击直流部分或者交流部分会弹出下级菜单,进行相应操作。
本实施例触摸屏示意图中,区域103:PCS实时显示部分,根据采样实时显示三相进线电压电流、电容电压、电感电流、频率、有功、无功数值。
本实施例触摸屏示意图中,区域104:界面操作部分,首先管理员登录以进行获得参数调节权限,具体可调节参数会在一下进行介绍,显示观察BMS实时数据,主动进行并转孤与孤转并操作,以及对触摸屏系统操作,导出PCS历史文件,包括故障记录操作记录等操作。
根据本实施例,PCS控制保护装置可实时与BMS通讯获取电池的状态信息,能够根据BMS监控数据和调度指令在不同的充放电模式下运行,实现将储能电池直流电转换为交流电并网或是将交流电转换为直流电给电池充电的目的,同时装置能监视整个储能变流器系统的运行工况,可以在过压、过流、谐波超标、BMS保护信号等故障条件下正确可靠动作。
根据本实施例,PCS控制装置在标准RS485通讯的基础上,提供了可选的以太网通讯方案,支持多种通讯解决方案实现和监控系统的通讯,与电池管理系统BMS通讯,实时监控储能电池的状态信息,同时根据电池状态进行报警和故障保护,对电池的安全运行起了保障作用。通讯方式支持CAN及RS485等模式。
根据本实施例,在实现就地与远程两种操控方式时,实时与BMS通讯,可以与上位机通讯,检测电路信息,实现对电网负荷的削峰填谷以及快速的二次调频,在总容量范围内提供就地有功无功支撑,保证微网各个环节可以正常高效运行。
根据本实施例,PCS在运行过程中,具有可靠全面的保护方法,一旦检测到故障及异常,变流器会停止工作,并发出报警信号,保护分为硬件保护和软件保护,其中硬件保护有IGBT过温过流保护,直流母线电压保护。软件保护包含以下几个内容。
(1)交流过/欠压保护:变流器并网运行过程中,电网接口处的电网电压允许偏差为额定值的±10%,当电网电压超出规定范围时,变流器停止工作,并在控制装置液晶显示屏上显示相应的报警信息。
(2)交流过/欠频保护:变流器并网运行过程中,电网频率允许范围为48.5Hz-51.5Hz,当电网频率超出规定范围时,变流器停止工作,并在控制装置液晶显示屏上显示相应的报警信息。
(3)交流过流保护:变流器并网运行过程中,电网发生短路时,变流器可限制交流输出电流为额定值的120%之内,同时在60s内将储能装置同电网断开,并发出相应的报警信息。
(4)负序电流保护:变流器并网运行过程中,电网负序电流超出允许范围时,逆变器停止向电网供电,并发出相应的报警信息。
(5)负序电压保护:变流器并网运行过程中,当电网的负序电压超出允许范围时,逆变器停止工作,并发出相应的报警信息。
(6)孤岛检测保护:PCS采用主动式与被动式双重孤岛检测方法,当电网发生孤岛故障时,变流器可迅速检测出电网孤岛故障,并在0.2-2s内将储能装置同电网断开,并发出相应的报警信息。
(7)直流过压保护:PCS允许直流侧最大输入电压为350V,当变流器检测到输入电压高于此限定值时,变流器会在0.2-1s内将储能装置同电网断开,并发出相应的报警信息。
(8)直流欠压保护:PCS检测到直流电压低于设定的欠压定值时,变流器会保护停机,并发出相应的报警信息。
(9)直流侧极性反接保护:PCS实时检测逆变器直流进线电压,当变流器检测到进线正负反接时,将自动跳开并网接触器,直流断路器脱扣。极性正接后,变流器能正常工作。
(10)直流过流保护:PCS能够实时监测直流侧电流,当电流值超过整定定值时,变流器会在0.2-1s内将储能装置同电网断开,并发出相应的报警信息。其定值整定需要与电池充放电限制电流相配合。
(11)驱动保护:PCS运行过程中对IGBT模块的状态进行实时监测,当IGBT发生驱动故障时,变流器立即停机,并发出相应的报警信息。
(12)PT异常保护:PCS运行过程中实时监测交流侧并网接触器前后端交流电压偏差,当电压异常时,变流器停机,并发出相应的报警信息。
(13)逆变器过温保护:PCS运行过程中对逆变器温度进行实时监测,当温度过高时,逆变器将限功率运行。当温度仍然高于高温限值时,逆变器将停止运行,以保护设备的温度运行。
(14)通讯故障保护:PCS运行过程中实时监测与BMS及上位机的通讯状态,当通讯出现中断时,PCS会保护停机,并发出相应的报警信息。
根据本实施例,变流器各种保护的阈值可以根据不同情况在线或本地修改,当出现紧急情况,测值超出保护阈值时,变流器进入故障状态,需要手动复归确认。
本实施例中,PCS的直流输入特性:
本实施例中,PCS交流输出特性:
本实施例中,其他参数:

Claims (10)

1.一种储能变流器,其特征在于,包括斩波模块、逆变模块、检测电路和控制电路,其中:
所述斩波模块与直流储能单元连接,用于将直流储能单元输入的第一直流电转换为第二直流电输出给逆变模块;
所述逆变模块与所述斩波模块连接,用于将所述斩波模块输出的第二直流电转换成第一交流电并输出给检测电路;
所述检测电路分别与所述斩波模块和逆变模块连接,用于分别检测所述斩波模块和逆变模块的电路信息,所述电路信息包括电压和电流,即斩波模块和逆变模块的电压和电流;
所述控制电路分别与所述斩波模块、逆变模块和检测电路连接,用于根据接收到的第一直流电和第二直流电信息产生斩波控制信号,实现对斩波模块输出第二直流电的控制,且用于根据逆变模块输出的第一交流电电路信息产生逆变控制信号,以控制所述逆变模块产生需要的第二交流电,逆变模块产生第二交流电输出给电网。
2.根据权利要求1所述的一种储能变流器,其特征在于,所述斩波模块包括四路直流变换电路、缓起电路、四路蓄电池支撑电容、四路升压电感四路蓄电池升压支撑电容及母线稳压电容,其中:
所述四路直流变换电路,用于将接入的第一电压转换到输入到逆变电路的第二电压,其中四路斩波电路的输出并联共同维持母线电压;
缓起电路,包括接触器和缓起电阻,用于蓄电池启动环节;
四路蓄电池支撑电容,用于维持四路接入第一电压恒定;
四路升压电感,用于将第一电压转换到第二电压,与IGBT开关电路构成boost升压电路;每个升压电路需要两个IGBT开关,构成半桥电路,其中每个上桥臂IGBT的阴极为斩波电路输出正极,每个下桥臂IGBT的阳极为斩波电路输出负极;
四路蓄电池升压支撑电容及母线稳压电容,用于维持第二电压稳定;
对于斩波模块的电量检测电路,包括每一路蓄电池的第一电压检测电路,升压电感的电流检测电路,母线电容的电压检测电路:
运算放大电路,与所述斩波电路连接,用于将电压电流信号进行放大并输出;
电压跟随电路,与运算放大电路连接,用于阻抗匹配;
反向比例电路和采样电路,所述电压跟随电路之后接入反相比例电路,之后接入采样电路,反相比例电路将电压跟随电路输出的电压转换为符合采样电路要求的电压后输出,经过采样电路转换为数字信号。
3.根据权利要求1所述的一种储能变流器,其特征在于,所述逆变模块包括三相全桥电路、三相LC滤波器、三相隔离交流变压器、逆变驱动电路和三相接入缓起电路,其中:
所述三相全桥电路,其中开关管为IGBT,经逆变控制得到三相交流输出;三相LC滤波器,滤除控制输出的高次谐波;三相隔离交流变压器,用于隔离变流器和电网,保证整流器的正常工作;由所述三相全桥电路与三相LC滤波器构成逆变主电路,用于通过输出第二直流电输出可靠稳定第一交流电,第一交流电经过三相隔离交流变压器输出第二交流电;
所述逆变驱动电路,其输入为控制电路,对接到的控制信号进行处理,输出可靠稳定的控制信号;
对逆变模块的电量检测电路,包括三相逆变输出电容电压即第一交流电,三相逆变输出电感电流,变压器输出三相电压即第二交流电;
三相接入缓起电路,包括缓起电阻与接触器,避免变流器接入电网过程中出现的电流过冲。
4.根据权利要求1所述的一种储能变流器,其特征在于,所述变流器还包括:
数据通信电路,其一方面用于发送控制电路信息,发送给与所述变流器连接的外部设备,包括监控系统与上层控制系统,另一方面用于接收外部控制指令,并把控制指令发送给控制电路;
地址配置接口,其与所述控制电路连接,用于与配置在变流柜相应位置的地址接口配合连接,进而将所述地址接口所反映的位置信息反馈给所述控制电路。
5.根据权利要求4所述的一种储能变流器,其特征在于,所述变流器具备以太网、CAN通信接口和RS485接口。
6.根据权利要求1所述的一种储能变流器,其特征在于,所述直流储能单元及交流的接入部分电路中均连接有接触器,实现每路直流储能单元及交流的接入部分的单独控制,并且根据实时电池电量优化每路充放电电流分配。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种储能变流器的控制方法,其特征在于,储能变流器中的逆变器在并网采用PQ控制结构,在孤岛状态下采用VF控制结构,其中:
PQ控制结构,通过给定有功无功参考值,计算得到电感电流值,经过内环控制环路,输出给定功率;VF控制结构,通过给定矢量电压参考值,计算得到电感电流值,经过内环控制环路,输出稳定电压。
8.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,变流器采用主动移相法的孤岛检测方法,通过提前或滞后输出电流的相位,由系统中的锁相环来驱动PCC点电压频率,当PCC点电压频率向上或向下持续偏移,则微电网系统进入孤岛运行状态,变流器控制PCC点开合实现微电网离网操作。
9.根据权利要求8所述的控制方法,其特征在于,微电网离网包括主动离网与被动离网,被动离网时,PCC点为闭合状态且检测到PCC上端电压出现问题,变流器主动切断PCC点,并转入离网供电状态;主动离网时,远程操作或就地操作,控制变流器断开PCC点,微电网进入孤岛状态。
10.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,当PCC点为断开状态且检测到PCC点到大电网端有频率幅值稳定电压,控制选择孤网转并网,具体操作为,变流器调节逆变器输出电压相位幅值,直到与电网电压保持同步时闭合PCC点,之后转入并网控制状态。
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