CN109687492A - 一种基于电池储能系统的在线保供电装置的无缝切换方法 - Google Patents

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Electric Power Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
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Electric Power Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种基于电池储能系统的在线保供电装置的无缝切换方法，通过两套双向变流器的多场景运行模式和配电开关切换的灵活配合，在串联接入、单回路并联接入和双回路并联接入场景下，通过相应的接入控制、退出控制及应急保供电控制，实现装置投退及应急保供电的无缝切换与平滑过渡，提供可靠、灵活的保供电服务。

Description

一种基于电池储能系统的在线保供电装置的无缝切换方法
技术领域
本发明涉及应急保供电领域，特别是一种基于电池储能系统的在线保供电装置的无缝切换方法。
背景技术
随着现代社会对电力能源的依赖性日益增强，用电需求的迅猛增长，供电质量要求越来越高，突然的断电必然会给人们的正常生活秩序和社会的正常运转造成破坏，特别是对于一级负荷中特别重要的负荷，一旦中断供电，将会造成重大的政治影响或经济损失。
作为电网应急供电的主要力量，移动式应急电源车在城市电网应急、对抗重大自然灾害以及电力紧缺地区临时用电等场合发挥着日趋显著的作用。北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等重大活动中均有移动式应急电源车的运用。目前移动式应急供电多采用柴油发电车作为备用电源，但柴油发电车启动时间长，需5-30s，供电电压和频率波动大，效率低，只能在离网状态下作为主电源运行，无法做到无缝切换，并且柴油发电车的使用也将不可避免的带来环境和噪声污染。
对于飞轮储能结合柴油发电车的在线保供电方案，飞轮储能必须与柴油发电车配合使用，否则大都仅能提供分钟级以内的短暂应急支撑，成熟商用化的飞轮储能系统基本产自国外厂家，运行维护相对复杂，价格居高不下。
随着电池储能技术的发展，特别是近年来，磷酸铁锂电池实现了大规模电力储能商业化应用，完全可替代飞轮储能系统，推广应用于应急供电。采用基于电池储能的在线保供电方案启动时间短，为毫秒级，能够实现并/离网两种运行模式的无缝切换，通过对在线供电装置的进行模块化扩展，应急支撑能力可达小时级别以上，能为重要用户提供足够的应急响应时间，可替代飞轮储能结合柴油发电车的在线保供电方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于电池储能系统的在线保供电装置的无缝切换方法。
本发明采用以下方案实现：一种基于电池储能系统的在线保供电装置的无缝切换方法，提供电池储能系统的在线保供电装置，包括由电网侧变流器与负荷侧变流器组成的交直流变换系统、储能系统、监控系统；所述电网侧变流器依次通过第六开关K6、第一开关K1、并网接口开关K0与配电网电性相连；所述负荷侧变流器依次通过第七开关K7、第三开关K3、负荷侧开关K8与负荷电性相连；所述电网侧变流器与负荷侧变流器的相连处经第四开关K4与所述储能系统相连；所述第一开关K1与第六开关K6的相连处依次经第五开关K5、第十开关K10连接至柴油发电机预留接口，所述第一开关K1与第六开关K6的相连处还连接至第七开关K7与第三开关K3的相连处，所述第七开关K7与第三开关K3的相连处经第九开关K9连接至第五开关K5与第十开关K10的相连处，所述第一开关K1与第六开关K6的相连处还经第二开关K2连接至第三开关K3与第七开关K7的相连处；
所述电池储能系统的在线保供电装置的工作模式包括：单回路串联接入工作模式、以及并联接入工作模式；
所述单回路串联接入工作模式的无缝切换方法包括以下步骤：
步骤S11：电网侧变流器并网接入控制：预并网时，第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4和第六开关K6合闸，第七开关K7断开，第五开关K5断开，三相负荷由电网正常供电，电网侧变流器采用直流电压外环、滤波电感电流内环的恒压限流控制策略，使直流电压维持恒定；
步骤S12：负荷侧变流器并网接入控制：进入预并网运行后，需要启动负荷侧变流器至待机状态，负荷侧变流器采取电压外环、电感电流内环的恒压恒频控制策略，重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、电网相角和零，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，第七开关K7合闸；然后断开第二开关K2，电压和频率的参考值分别取为电压预设值及频率预设值与锁相环节实测频率的差值，此时在线保供电装置接入运行成功；此后，当电网正常时，由电网侧变流器将交流转为直流，再由负荷侧变流器将直流转为交流，为负荷提供电能；
步骤S13：当电网侧发生故障时，第一开关K1跳闸，第六开关K6跳闸，在线保供电装置作被动离网运行，此时电网侧变流器为停机状态，三相负荷继续由负荷侧变流器供电，此时的电能由储能系统中的储能电池放电供给；
步骤S14：当电网恢复正常及在线保供电装置需要退出运行时，电网侧变流器转为待机状态，第六开关K6跳闸，三相负荷继续由负荷侧变流器供电，重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第三开关K3处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，第二开关K2合闸；负荷侧变流器转为待机状态，然后断开第七开关K7，此时在线保供电装置退出运行成功。
进一步地，所述并联接入的工作模式包括单回路并联接入以及双回路并联接入；单台变流器为独立支路保供电，为单回路并联接入保供电工作模式，两台变流器分别为两个独立支路保供电，为双回路并联接入保供电工作模式；无论单回路并联接入保供电，还是双回路并联接入保供电，每台变流器的无缝切换方法是一致的。
进一步地，所述负荷侧变流器以单回路并网模式接入的无缝切换方法包括以下步骤：
步骤S21：并联模式变流器并网接入控制策略：预并网时，第一开关K1、第二开关K2、第六开关K6、以及第七开关K7为分闸，三相负荷由电网支路正常供电；负荷侧变流器采取电压外环、电感电流内环的恒压恒频控制策略，重复PI复合控制环节的电压和频率的参考值分别取为电网电压幅值和零，使三相负荷的电压和频率维持与电网同步，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，然后闭合第七开关K7，此时负荷侧变流器进入并联后备式保供电模式；
步骤S22：并联模式应急保供电控制策略：当电网侧发生故障时，第八开关K8跳闸，负荷侧变流器重复PI复合控制环节的电压和频率的参考值分别取为预设电压幅值及频率预设值与第三开关K3处锁相环节实测频率的差值，在线保供电装置作被动离网运行，三相负荷转由负荷侧变流器供电，此时的电能由储能系统放电供给；
步骤S23：当电网恢复正常及在线保供电装置需要退出运行时，负荷侧变流器的重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第三开关K3处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，第八开关K8合闸；负荷侧变流器转为待机状态，然后断开第七开关K7，此时在线保供电装置退出运行成功。
进一步地，所述电网侧变流器以单回路并网模式接入的无缝切换方法包括以下步骤：
步骤S31：并联模式变流器并网接入控制策略：预并网时，第三开关K3、第二开关K2、第七开关K7、以及第六开关K6为分闸，三相负荷由电网支路正常供电；电网侧变流器采取电压外环、电感电流内环的恒压恒频控制策略，重复PI复合控制环节的电压和频率的参考值分别取为电网电压幅值和零，使三相负荷的电压和频率维持与电网同步，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，然后闭合第六开关K6，此时电网侧变流器进入并联后备式保供电模式；
步骤S32：并联模式应急保供电控制策略：当电网侧发生故障时，并网接口开关K0跳闸，电网侧变流器重复PI复合控制环节的电压和频率的参考值分别取为预设电压幅值及频率预设值与第一开关K1处锁相环节实测频率的差值，在线保供电装置作被动离网运行，三相负荷转由电网侧变流器供电，此时的电能由储能系统放电供给；
步骤S33：当电网恢复正常及在线保供电装置需要退出运行时，电网侧变流器的重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第一开关K1处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，并网接口开关K0合闸；电网侧变流器转为待机状态，然后断开第六开关K6，此时在线保供电装置退出运行成功。
进一步地，所述双回路并联接入的无缝切换方法包括以下步骤：
步骤S41：电网侧变流器和负荷侧变流器分别接入配电网的两个支路。电网侧变流器和负荷侧变流器的并网接入控制策略分别采用电网侧变流器以单回路并网模式接入时的并联模式变流器并网接入控制策略以及负荷侧变流器以单回路并网模式接入时的并联模式变流器并网接入控制策略；即电网侧变流器和负荷侧变流器的并网接入控制策略分别如S31和S21所述。
步骤S42：电网侧变流器和负荷侧变流器的应急保供电控制策略分别采用电网侧变流器以单回路并网模式接入时的并联模式应急保供电控制策略和负荷侧变流器以单回路并网模式接入时的并联模式应急保供电控制策略；即电网侧变流器和负荷侧变流器的应急保供电控制策略分别如S32和S22所述。
步骤S43：当电网恢复正常及在线保供电装置需要退出运行时，电网侧变流器的重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第一开关K1处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，并网接口开关K0合闸；电网侧变流器转为待机状态，然后断开第六开关K6；同时，负荷侧变流器的重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第三开关K3处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，第八开关K8合闸；负荷侧变流器转为待机状态，然后断开第七开关K7；此时在线保供电装置退出运行成功。即，当电网恢复正常及在线保供电装置需要退出运行时，分别如S33和S23所述。
进一步地，所述交直流变换系统与储能系统、监控系统通信相连。
进一步地，所述电网侧变流器与负荷侧变流器均为双向变流器。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明通过两套双向变流器的多场景运行模式和配电开关切换的灵活配合，在串联接入、单回路并联接入和双回路并联接入场景下，通过相应的接入控制、退出控制及应急保供电控制，实现装置投退及应急保供电的无缝切换与平滑过渡，提供可靠、灵活的保供电服务。
附图说明
图1为本发明实施例的基于电池储能系统的背靠背结构在线应急保供电装置的系统结构图以及单回路串联工作模式示意图。
图2为本发明实施例的电网侧变流器单回路并联接入保供电工作模式示意图。
图3为本发明实施例的负荷侧变流器单回路并联接入保供电工作模式示意图。
图4为本发明实施例的双回路并联接入保供电工作模式示意图。
图5为本发明实施例中单回路串联工作模式下电网侧变流器并网接入控制框图。
图6为本发明实施例中单回路串联工作模式下负荷侧变流器并网接入控制框图。
图7为本发明实施例中单回路串联工作模式下应急保供电控制框图。
图8为本发明实施例中单回路串联工作模式下装置退出控制框图。
图9为本发明实施例中单回路并联工作模式下(负荷侧变流器以并网模式接入)并网接入控制框图。
图10为本发明实施例中单回路并联工作模式下(负荷侧变流器以并网模式接入)应急保供电控制框图。
图11为本发明实施例中单回路并联工作模式下(负荷侧变流器以并网模式接入)装置退出控制框图。
图12为本发明实施例中单回路并联工作模式下(电网侧变流器以并网模式接入)并网接入控制框图。
图13为本发明实施例中单回路并联工作模式下(电网侧变流器以并网模式接入)应急保供电控制框图。
图14为本发明实施例中单回路并联工作模式下(电网侧变流器以并网模式接入)装置退出控制框图。
图15为本发明实施例中双回路并联工作模式下并网接入控制框图。
图16为本发明实施例中双回路并联工作模式下应急保供电控制框图。
图17为本发明实施例中双回路并联工作模式下装置退出控制框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示，本实施例提供了一种基于电池储能系统的在线保供电装置的无缝切换方法，提供电池储能系统的在线保供电装置，包括由电网侧变流器与负荷侧变流器组成的交直流变换系统、储能系统、监控系统；所述电网侧变流器依次通过第六开关K6、第一开关K1、并网接口开关K0与配电网电性相连；所述负荷侧变流器依次通过第七开关K7、第三开关K3、负荷侧开关K8与负荷电性相连；所述电网侧变流器与负荷侧变流器的相连处经第四开关K4与所述储能系统相连；所述第一开关K1与第六开关K6的相连处依次经第五开关K5、第十开关K10连接至柴油发电机预留接口，所述第一开关K1与第六开关K6的相连处还连接至第七开关K7与第三开关K3的相连处，所述第七开关K7与第三开关K3的相连处经第九开关K9连接至第五开关K5与第十开关K10的相连处，所述第一开关K1与第六开关K6的相连处还经第二开关K2连接至第三开关K3与第七开关K7的相连处；
基于电池储能系统的背靠背结构在线应急保供电装置包含两套双向变流器在图1中分别为双向变流器#1和双向变流器#2，对外接口左右对称，K0和K8均可作为并网接口开关或者负荷侧出线开关，装置具备单回路串联接入、单回路并联接入和双回路并联接入在线保供电三种工作模式，单回路串联接入工作模式如图1所示，单回路并联接入和双回路并联接入工作模式具体如图2至图4所示。
在本实施例中，所述电池储能系统的在线保供电装置的工作模式包括：单回路串联接入工作模式、以及并联接入工作模式；
在串联接入时，为保证在装置接入的同时不影响对负荷的供电，经过预并网、同期并网两个步骤，首先电网侧变流器先以直流侧恒压控制，先并入电网，所述单回路串联接入工作模式的无缝切换方法包括以下步骤：
步骤S11：如图5所示，电网侧变流器并网接入控制：预并网时，第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4和第六开关K6合闸，第七开关K7断开，第五开关K5断开(柴油发电机处K5未接入，断开，下同)，三相负荷由电网正常供电，电网侧变流器采用直流电压外环、滤波电感电流内环的恒压限流控制策略，使直流电压维持恒定；
步骤S12：如图6所示，负荷侧变流器并网接入控制：进入预并网运行后，需要启动负荷侧变流器至待机状态，负荷侧变流器采取电压外环、电感电流内环的恒压恒频控制策略，重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、电网相角和零，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，第七开关K7合闸；然后断开第二开关K2，电压和频率的参考值分别取为电压预设值及频率预设值与锁相环节实测频率的差值，此时在线保供电装置接入运行成功；此后，当电网正常时，由电网侧变流器将交流转为直流，再由负荷侧变流器将直流转为交流，为负荷提供电能；
步骤S13：如图7所示，当电网侧发生故障时，第一开关K1跳闸，第六开关K6跳闸，在线保供电装置作被动离网运行，此时电网侧变流器为停机状态，三相负荷继续由负荷侧变流器供电，此时的电能由储能系统中的储能电池放电供给；对于一般负荷，该储能电池容量足够大，可维持一个小时左右，可为故障检修及供电恢复提供足够的时间；
步骤S14：如图8所示，当电网恢复正常及在线保供电装置需要退出运行时，电网侧变流器转为待机状态，第六开关K6跳闸，三相负荷继续由负荷侧变流器供电，重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第三开关K3处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，第二开关K2合闸；负荷侧变流器转为待机状态，然后断开第七开关K7，此时在线保供电装置退出运行成功。
在本实施例中，并联模式为后备式保供电模式，每台双向变流器分别可为独立支路提供应急保供电。所述并联接入的工作模式包括单回路并联接入以及双回路并联接入；单台变流器为独立支路保供电，为单回路并联接入保供电工作模式，两台变流器分别为两个独立支路保供电，为双回路并联接入保供电工作模式；无论单回路并联接入保供电，还是双回路并联接入保供电，每台变流器的无缝切换方法是一致的。
在本实施例中，如图3所示，所述负荷侧变流器以单回路并网模式接入的无缝切换方法包括以下步骤：
步骤S21：如图9所示，并联模式变流器并网接入控制：预并网时，第一开关K1、第二开关K2、第六开关K6、以及第七开关K7为分闸，三相负荷由电网支路正常供电；负荷侧变流器采取电压外环、电感电流内环的恒压恒频控制策略，重复PI复合控制环节的电压和频率的参考值分别取为电网电压幅值和零，使三相负荷的电压和频率维持与电网同步，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，然后闭合第七开关K7，此时负荷侧变流器进入并联后备式保供电模式；
步骤S22：如图10所示，并联模式应急保供电控制策略：当电网侧发生故障时，第八开关K8跳闸，负荷侧变流器重复PI复合控制环节的电压和频率的参考值分别取为预设电压幅值及频率预设值与K3处锁相环节实测频率的差值，在线保供电装置作被动离网运行，三相负荷转由负荷侧变流器供电，此时的电能由储能系统放电供给；
步骤S23：如图11所示，当电网恢复正常及在线保供电装置需要退出运行时，负荷侧变流器的重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第三开关K3处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，第八开关K8合闸；负荷侧变流器转为待机状态，然后断开第七开关K7，此时在线保供电装置退出运行成功。
在本实施例中，如图2所示，所述电网侧变流器以单回路并网模式接入的无缝切换方法包括以下步骤：
步骤S31：并联模式变流器并网接入控制策略：预并网时，第三开关K3、第二开关K2、第七开关K7、以及第六开关K6为分闸，三相负荷由电网支路正常供电；电网侧变流器采取电压外环、电感电流内环的恒压恒频控制策略，重复PI复合控制环节的电压和频率的参考值分别取为电网电压幅值和零，使三相负荷的电压和频率维持与电网同步，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，然后闭合第六开关K6，此时电网侧变流器进入并联后备式保供电模式，如图12所示，
步骤S32：并联模式应急保供电控制策略：当电网侧发生故障时，并网接口开关K0跳闸，电网侧变流器重复PI复合控制环节的电压和频率的参考值分别取为预设电压幅值及频率预设值与第一开关K1处锁相环节实测频率的差值，在线保供电装置作被动离网运行，三相负荷转由电网侧变流器供电，此时的电能由储能系统放电供给，如图13所示，
步骤S33：当电网恢复正常及在线保供电装置需要退出运行时，电网侧变流器的重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第一开关K1处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，并网接口开关K0合闸；电网侧变流器转为待机状态，然后断开第六开关K6，此时在线保供电装置退出运行成功，如图14所示，在本实施例中，如图4所示，所述双回路并联接入的无缝切换方法包括以下步骤：
步骤S41：电网侧变流器和负荷侧变流器分别接入配电网支路1和支路2。电网侧变流器和负荷侧变流器的并网接入控制策略分别采用电网侧变流器以单回路并网模式接入时的并联模式变流器并网接入控制策略以及负荷侧变流器以单回路并网模式接入时的并联模式变流器并网接入控制策略；即电网侧变流器和负荷侧变流器的并网接入控制策略分别如S31和S21所述，如图15所示；
步骤S42：电网侧变流器和负荷侧变流器的应急保供电控制策略分别采用电网侧变流器以单回路并网模式接入时的并联模式应急保供电控制策略和负荷侧变流器以单回路并网模式接入时的并联模式应急保供电控制策略；即电网侧变流器和负荷侧变流器的应急保供电控制策略分别如S32和S22所述，如图16所示；
步骤S43：当电网恢复正常及在线保供电装置需要退出运行时，电网侧变流器的重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第一开关K1处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，并网接口开关K0合闸；电网侧变流器转为待机状态，然后断开第六开关K6；同时，负荷侧变流器的重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第三开关K3处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，第八开关K8合闸；负荷侧变流器转为待机状态，然后断开第七开关K7；此时在线保供电装置退出运行成功。即，当电网恢复正常及在线保供电装置需要退出运行时，分别如S33和S23所述，如图17所示。
在本实施例中，所述交直流变换系统与储能系统、监控系统通信相连。
在本实施例中，所述电网侧变流器与负荷侧变流器均为双向变流器。
特别的，图中，ucoabc、uoabc、ugabc分别为测取点处的三相电压值；uDC为测取点处的直流电压值；ioabc为测取点处的三相电流值；θ、θ’分别为锁相环测取的相角；f、f’分别为锁相环测取的频率；fset、uset、为频率、交流电压、直流电压设定值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种基于电池储能系统的在线保供电装置的无缝切换方法，其特征在于：提供电池储能系统的在线保供电装置，包括由电网侧变流器与负荷侧变流器组成的交直流变换系统、储能系统、监控系统；所述电网侧变流器依次通过第六开关K6、第一开关K1、并网接口开关K0与配电网电性相连；所述负荷侧变流器依次通过第七开关K7、第三开关K3、负荷侧开关K8与负荷电性相连；所述电网侧变流器与负荷侧变流器的相连处经第四开关K4与所述储能系统相连；所述第一开关K1与第六开关K6的相连处依次经第五开关K5、第十开关K10连接至柴油发电机预留接口，所述第一开关K1与第六开关K6的相连处还连接至第七开关K7与第三开关K3的相连处，所述第七开关K7与第三开关K3的相连处经第九开关K9连接至第五开关K5与第十开关K10的相连处，所述第一开关K1与第六开关K6的相连处还经第二开关K2连接至第三开关K3与第七开关K7的相连处；
所述电池储能系统的在线保供电装置的工作模式包括：单回路串联接入工作模式、以及并联接入工作模式；
所述单回路串联接入工作模式的无缝切换方法包括以下步骤：
步骤S11：电网侧变流器并网接入控制：预并网时，第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4和第六开关K6合闸，第七开关K7断开，第五开关K5断开，三相负荷由电网正常供电，电网侧变流器采用直流电压外环、滤波电感电流内环的恒压限流控制策略，使直流电压维持恒定；
步骤S12：负荷侧变流器并网接入控制：进入预并网运行后，需要启动负荷侧变流器至待机状态，负荷侧变流器采取电压外环、电感电流内环的恒压恒频控制策略，重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、电网相角和零，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，第七开关K7合闸；然后断开第二开关K2，电压和频率的参考值分别取为电压预设值及频率预设值与锁相环节实测频率的差值，此时在线保供电装置接入运行成功；此后，当电网正常时，由电网侧变流器将交流转为直流，再由负荷侧变流器将直流转为交流，为负荷提供电能；
步骤S13：当电网侧发生故障时，第一开关K1跳闸，第六开关K6跳闸，在线保供电装置作被动离网运行，此时电网侧变流器为停机状态，三相负荷继续由负荷侧变流器供电，此时的电能由储能系统中的储能电池放电供给；
步骤S14：当电网恢复正常及在线保供电装置需要退出运行时，电网侧变流器转为待机状态，第六开关K6跳闸，三相负荷继续由负荷侧变流器供电，重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第三开关K3处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，第二开关K2合闸；负荷侧变流器转为待机状态，然后断开第七开关K7，此时在线保供电装置退出运行成功。
2.根据权利要求1所述的一种基于电池储能系统的在线保供电装置的无缝切换方法，其特征在于：所述并联接入的工作模式包括单回路并联接入以及双回路并联接入；单台变流器为独立支路保供电，为单回路并联接入保供电工作模式，两台变流器分别为两个独立支路保供电，为双回路并联接入保供电工作模式；无论单回路并联接入保供电，还是双回路并联接入保供电，每台变流器的无缝切换方法是一致的。
3.根据权利要求2所述的一种基于电池储能系统的在线保供电装置的无缝切换方法，其特征在于：所述负荷侧变流器以单回路并网模式接入的无缝切换方法包括以下步骤：
步骤S21：并联模式变流器并网接入控制策略：预并网时，第一开关K1、第二开关K2、第六开关K6、以及第七开关K7为分闸，三相负荷由电网支路正常供电；负荷侧变流器采取电压外环、电感电流内环的恒压恒频控制策略，重复PI复合控制环节的电压和频率的参考值分别取为电网电压幅值和零，使三相负荷的电压和频率维持与电网同步，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，然后闭合第七开关K7，此时负荷侧变流器进入并联后备式保供电模式；
步骤S22：并联模式应急保供电控制策略：当电网侧发生故障时，第八开关K8跳闸，负荷侧变流器重复PI复合控制环节的电压和频率的参考值分别取为预设电压幅值及频率预设值与K3处锁相环节实测频率的差值，在线保供电装置作被动离网运行，三相负荷转由负荷侧变流器供电，此时的电能由储能系统放电供给；
步骤S23：当电网恢复正常及在线保供电装置需要退出运行时，负荷侧变流器的重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第三开关K3处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，第八开关K8合闸；负荷侧变流器转为待机状态，然后断开第七开关K7，此时在线保供电装置退出运行成功。
4.根据权利要求2所述的一种基于电池储能系统的在线保供电装置的无缝切换方法，其特征在于：所述电网侧变流器以单回路并网模式接入的无缝切换方法包括以下步骤：
步骤S31：并联模式变流器并网接入控制策略：预并网时，第三开关K3、第二开关K2、第七开关K7、以及第六开关K6为分闸，三相负荷由电网支路正常供电；电网侧变流器采取电压外环、电感电流内环的恒压恒频控制策略，重复PI复合控制环节的电压和频率的参考值分别取为电网电压幅值和零，使三相负荷的电压和频率维持与电网同步，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，然后闭合第六开关K6，此时电网侧变流器进入并联后备式保供电模式；
步骤S32：并联模式应急保供电控制策略：当电网侧发生故障时，并网接口开关K0跳闸，电网侧变流器重复PI复合控制环节的电压和频率的参考值分别取为预设电压幅值及频率预设值与第一开关K1处锁相环节实测频率的差值，在线保供电装置作被动离网运行，三相负荷转由电网侧变流器供电，此时的电能由储能系统放电供给；
步骤S33：当电网恢复正常及在线保供电装置需要退出运行时，电网侧变流器的重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第一开关K1处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，并网接口开关K0合闸；电网侧变流器转为待机状态，然后断开第六开关K6，此时在线保供电装置退出运行成功。
5.根据权利要求2所述的一种基于电池储能系统的在线保供电装置的无缝切换方法，其特征在于：所述双回路并联接入的无缝切换方法包括以下步骤：
步骤S41：电网侧变流器和负荷侧变流器分别接入配电网的两个支路；电网侧变流器和负荷侧变流器的并网接入控制策略分别采用电网侧变流器以单回路并网模式接入时的并联模式变流器并网接入控制策略以及负荷侧变流器以单回路并网模式接入时的并联模式变流器并网接入控制策略；
步骤S42：电网侧变流器和负荷侧变流器的应急保供电控制策略分别采用电网侧变流器以单回路并网模式接入时的并联模式应急保供电控制策略和负荷侧变流器以单回路并网模式接入时的并联模式应急保供电控制策略；
步骤S43：当电网恢复正常及在线保供电装置需要退出运行时，电网侧变流器的重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第一开关K1处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，并网接口开关K0合闸；电网侧变流器转为待机状态，然后断开第六开关K6；同时，负荷侧变流器的重复PI复合控制环节的电压、相角和频率的参考值分别取为电网电压幅值、低通滤波环节与第三开关K3处实测相角之和及频率预设值与电网频率之差，当低通滤波环节输出值为0时，完成同期，第八开关K8合闸；负荷侧变流器转为待机状态，然后断开第七开关K7；此时在线保供电装置退出运行成功。
6.根据权利要求1所述的一种基于电池储能系统的在线保供电装置的无缝切换方法，其特征在于：所述交直流变换系统与储能系统、监控系统通信相连。
7.根据权利要求1所述的一种基于电池储能系统的在线保供电装置的无缝切换方法，其特征在于：所述电网侧变流器与负荷侧变流器均为双向变流器。
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