CN111371173B - 一种治理三相交流电压暂降的储充放系统及其方法 - Google Patents
一种治理三相交流电压暂降的储充放系统及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111371173B CN111371173B CN202010175666.6A CN202010175666A CN111371173B CN 111371173 B CN111371173 B CN 111371173B CN 202010175666 A CN202010175666 A CN 202010175666A CN 111371173 B CN111371173 B CN 111371173B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- switch
- energy storage
- storage converter
- voltage
- converter pcs
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
- H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
Abstract
本发明属于治理交流电压暂降领域，具体涉及一种治理三相交流电压暂降的储充放系统及其方法，包括AC电网与交流负载之间连接有控制电路，控制电路包含储能变流器PCS及其连接的控制开关系统、电池系统及监控系统，控制开关系统包括依次连接的分断接触开关K、快速开关KM及分断隔离开关QS，快速开关KM连接有快速开关控制器，分断接触开关K连接AC电网，储能变流器PCS连接在快速开关KM与分断隔离开关QS之间，分断隔离开关QS连接交流负载，AC电网和交流负载之间单线连接有断路器开关Q，电池系统包括电池及BMS管理系统,电池系统还连接监控系统，达到了一机多用的目的，并且高效的保证了整体系统的供电不间断性和稳定性。
Description
技术领域
本发明属于治理交流电压暂降领域，具体涉及一种治理三相交流电压暂降的储充放系统及其方法。
背景技术
随着经济快速发展，工业制造与居民用电的多样化，导致电网的电能质量问题更加复杂化、随机化与多样化，其中电压暂降已经成为各类企业与电网研究单位首要的治理和研究方向，近些年，随着新材料、新技术、新工艺的不断进步与发展，工业生产规模越来越大，自动化程度也越来越高，电压暂降或者下跌往往会导致制造设备停机或者烧毁，给工业制造带来极大的危害，同时给企业带来巨大的损失，由电压暂降和短时中断带来的经济损失成为电能质量问题中备受关注的热点，电压暂降目前被公认为电子制造业危害最大的电能质量问题。
电压暂降的主要原因是由供电系统和用户内部设备发生短路故障引起的，过度和恶劣的天气条件往往与电压暂降的发生直接相关，由于绝缘老化和污染引起的电特性降低、动物与树枝引起的触电，以及有关施工和运输活动中人为造成的短路故障都会造成电压暂降事故，一些大型电动机的起动、变压器通电或负荷切换均会引起电压暂降。
传统储能变流器PCS仅具备电池充电，电能优化利用的并网放电，交流离网供电电源功能，为达到设备的集成度高，尽可能的缩小设备体积，没有外接电池，通过交流电网整流再逆变升压的原理进行工作，由于该方法没有外接电池导致其使用局限性较大；对于另一些外接有超级电容的电压暂降处理装置，其储存电量小，仅适用于电压暂降治理，稳定性较差。所以提出一种集电池储能、治理交流电压暂降、无增加新的外接电气元件及微网运行控制为一体的储充放电压暂降系统及其方法是势在必行的。
发明内容
本发明旨在针对上述问题，提供了一种集电池储能，微网运行控制以及治理三相交流电压暂降的储充放系统及其方法。
本发明的技术方案在于：
一种治理三相交流电压暂降的储充放系统， AC电网与交流负载之间连接有控制电路，控制电路包含储能变流器PCS及其连接的控制开关系统、电池系统及监控系统，控制开关系统包括依次连接的分断接触开关K、快速开关KM及分断隔离开关QS，快速开关KM连接有快速开关控制器，分断接触开关K连接AC电网，储能变流器PCS连接在快速开关KM与分断隔离开关QS之间，分断隔离开关QS连接交流负载，AC电网和交流负载之间单线连接有断路器开关Q，电池系统包括电池及BMS管理系统, 电池系统还连接监控系统。
一种治理三相交流电压暂降的储充放系统的方法，其系统运行方法如下：系统运行过程中，分断接触开关K、快速开关KM及分断隔离开关QS闭合，断路器开关Q断开，BMS管理系统实时监测电池电量信息，将监测的电池电量信息反馈至储能变流器PCS中，储能变流器PCS通过直流电流外环及交流电流内环算法，控制储能变流器PCS发送充电信号并实时监测电池电压，当电池电压达到设定值时，储能变流器PCS暂停充电转至待机状态；
系统运行过程中，快速开关控制器实时监测AC电网电压，当AC电网电压发生暂降现象时，快速开关控制器输出断开信号，断开快速开关KM，储能变流器PCS治理暂降现象时长及快速开关KM断开时长小于等于3ms，储能变流器PCS采用交流电压外环及电流内环控制双闭环算法，为交流负载提供额定幅值电压，储能变流器PCS内设置有电流给定限幅。
所述给定限幅为PCS额定功率可输出的交流电流值。
优选地，系统运行过程中，AC电网电压发生暂降现象时，当储能变流器PCS治理暂降现象时长及快速开关KM断开时长大于1min，储能变流器PCS输出断开分断接触器开关K信号，分断接触器开关K断开后，储能变流器PCS采用微网模式运行，微网模式运行为交流电压环单闭环算法，获得为交流负载提供的额定幅值电压。
所述暂降现象为快速开关控制器监测到有效电压值暂降到额定电压值的10%-90%，并持续10ms-1min。
优选地，系统需要进行检修时，分断接触开关K、快速开关KM及分断隔离开关QS断开，断路器开关Q闭合，隔离储能变流器PCS并进行检修。
本发明的技术效果在于：本发明中所使用的储能变流器PCS，仅通过对储能变流器PCS的工作模式进行算法控制切换，即可实现对电网电压暂降治理的功能，将治理三相交流电压暂降的储充放系统高效利用，使储能变流器PCS达到了一机多用的目的，并且高效的保证了整体系统的供电不间断性和稳定性。 附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
图2为本发明的系统运行示意图。
图3为本发明的储能变流器PCS电池充电控制框图。
图4为本发明的储能变流器PCS电压暂降控制框图。
图5为本发明的系统运行微网模式示意图。
图6为本发明的储能变流器PCS微网模式控制框图。
图7为本发明的系统检修运行示意图。
具体实施方式
实施例1
一种治理三相交流电压暂降的储充放系统，如图1所述， AC电网与交流负载之间连接有控制电路，控制电路包含储能变流器PCS及其连接的控制开关系统、电池系统及监控系统，控制开关系统包括依次连接的分断接触开关K、快速开关KM及分断隔离开关QS，快速开关KM连接有快速开关控制器，分断接触开关K连接AC电网，储能变流器PCS连接在快速开关KM与分断隔离开关QS之间，分断隔离开关QS连接交流负载，AC电网和交流负载之间单线连接有断路器开关Q，电池系统包括电池及BMS管理系统, 电池系统还连接监控系统。
一种治理三相交流电压暂降的储充放系统的方法，系统运行过程中，如图2所示，分断接触开关K、快速开关KM及分断隔离开关QS闭合，断路器开关Q断开， BMS管理系统实时监测电池电量信息，将监测的电池电量信息反馈至储能变流器PCS中，储能变流器PCS通过直流电流外环及交流电流内环算法，储能变流器PCS的控制如图3所示，（Idc_ref为BMS的给定充电电流值，Idc为直流侧的霍尔元件反馈值），控制储能变流器PCS发送充电信号并实时监测电池电压，当电池电压达到设定值时，储能变流器PCS暂停充电转至待机状态；
系统运行过程中，快速开关控制器实时监测电网电压，当AC电网电压发生暂降现象时，快速开关控制器输出断开信号，断开快速开关KM，储能变流器PCS检测分断接触开关K和断开快速开关KM间的交流电压，储能变流器PCS治理暂降现象时长及快速开关KM断开时长小于等于3ms，储能变流器PCS由0功率到满功率输出用时7ms，即系统满功率运行治理电压暂将模式耗时在10ms内。储能变流器PCS采用交流电压外环及电流内环控制双闭环算法，通过坐标3/2，2/2坐标变换及锁相环PLL计算后，得到电网电压角度θ和交流电压解耦量Ud和Uq，交流电压解耦量Ud和Uq的值作为交流电压外环的反馈量，交流电流解耦量为Id和Iq，其值作为电流内环的反馈量，储能变流器PCS算法运行控制如图4所示，为交流负载提供额定幅值电压，储能变流器PCS内设置有电流给定限幅，其中所建立的数学电压模型公式为：
Ud_ref：交流电网电压d轴分量给定值；
Uq_ref：交流电网电压q轴分量给定值；
Ud：交流电网电压d轴反馈值；
Uq：交流电网电压q轴反馈值；
Kp：电压环的比例调节系数；
Ki：电压环的积分调节系数；
ω：电网角频率；
Id_ref：电流环d轴分量的给定；
Iq_ref：电流环的q轴分量的给定；
C：交流侧滤波电容容值。
实施例2
系统运行过程中，AC电网电压发生暂降现象时，当储能变流器PCS治理暂降现象时长及快速开关KM断开时长大于1min，储能变流器PCS输出断开分断接触器开关K信号，系统运行过程如图5所示，分断接触器开关K断开后，储能变流器PCS采用微网模式运行，即交流电压环单闭环算法，储能变流器PCS采用微网模式控制如图6所示，将单电压闭环的d轴和q轴PI调节器输出值赋值为Ud_ref和Uq_ref, 获得为交流负载提供的额定幅值电压。在模式的切换瞬间，需要将电压环的d轴和q轴PI调节器输出值赋值为Ud_ref和Uq_ref，由此保证了模式的平滑过渡，获得为交流负载提供的额定幅值电压。
实施例3
系统需要进行检修时，系统运行如图7所示，分断接触开关K、快速开关KM及分断隔离开关QS断开，断路器开关Q闭合，隔离储能变流器PCS并进行检修。
Claims (2)
1.一种治理三相交流电压暂降的储充放系统的方法，其特征在于：AC电网与交流负载之间连接有控制电路，控制电路包含储能变流器PCS及其连接的控制开关系统、电池系统及监控系统，控制开关系统包括依次连接的分断接触开关K、快速开关KM及分断隔离开关QS，快速开关KM连接有快速开关控制器，分断接触开关K连接AC电网，储能变流器PCS连接在快速开关KM与分断隔离开关QS之间，分断隔离开关QS连接交流负载，AC电网和交流负载之间单线连接有断路器开关Q，电池系统包括电池及BMS管理系统,电池系统还连接监控系统；
系统运行过程中，分断接触开关K、快速开关KM及分断隔离开关QS闭合，断路器开关Q断开，BMS管理系统实时监测电池电量信息，将监测的电池电量信息反馈至储能变流器PCS中，储能变流器PCS通过直流电流外环及交流电流内环算法，控制储能变流器PCS发送充电信号并实时监测电池电压，当电池电压达到设定值时，储能变流器PCS暂停充电转至待机状态；
系统运行过程中，快速开关控制器实时监测AC电网电压，当AC电网电压发生暂降现象时，快速开关控制器输出断开信号，断开快速开关KM，储能变流器PCS治理暂降现象时长及快速开关KM断开时长小于等于3ms，储能变流器PCS采用交流电压外环及电流内环控制双闭环算法，为交流负载提供额定幅值电压，储能变流器PCS内设置有电流给定限幅；
所述系统运行过程中，AC电网电压发生暂降现象时，当储能变流器PCS治理暂降现象时长及快速开关KM断开时长大于1min,储能变流器PCS输出断开分断接触器开关K信号，分断接触器开关K断开后，储能变流器PCS采用微网模式运行，微网模式运行为交流电压环单闭环算法，获得为交流负载提供的额定幅值电压。
2.根据权利要求1所述一种治理三相交流电压暂降的储充放系统的方法，其特征在于：所述系统需要进行检修时，分断接触开关K、快速开关KM及分断隔离开关QS断开，断路器开关Q闭合，隔离储能变流器PCS并进行检修。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010175666.6A CN111371173B (zh) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | 一种治理三相交流电压暂降的储充放系统及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010175666.6A CN111371173B (zh) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | 一种治理三相交流电压暂降的储充放系统及其方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111371173A CN111371173A (zh) | 2020-07-03 |
| CN111371173B true CN111371173B (zh) | 2021-11-05 |
Family
ID=71210440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010175666.6A Active CN111371173B (zh) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | 一种治理三相交流电压暂降的储充放系统及其方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111371173B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112054529A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-08 | 广东电网有限责任公司 | 一种电压支撑设备及其控制方法 |
| CN112332527B (zh) * | 2020-11-06 | 2022-09-09 | 北京索英电气技术有限公司 | 移动储能装置、配电系统及方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001327083A (ja) * | 2000-05-18 | 2001-11-22 | Ngk Insulators Ltd | 高温二次電池による電力貯蔵及び補償システム |
| JP4042092B2 (ja) * | 2001-07-26 | 2008-02-06 | 株式会社日立製作所 | 電力変換システム |
| NZ578994A (en) * | 2007-01-12 | 2012-08-31 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Control device and control method for power conversion system having instantaneous voltage drop - service interruption counter-measure functions |
| CN102969731B (zh) * | 2012-12-19 | 2016-04-06 | 贵州电力试验研究院 | 一种分布式光伏储能系统 |
| CN110198041A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-09-03 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种基于分布式储能的电压暂降治理系统及其控制方法 |
| CN110417113A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-05 | 珠海华创泰能能源科技有限公司 | 并联型交流不间断电源及实现不断电的方法 |
-
2020
- 2020-03-13 CN CN202010175666.6A patent/CN111371173B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111371173A (zh) | 2020-07-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2008200885B2 (en) | Backup power system | |
| CN103187789A (zh) | 快速不间断电源系统及其控制方法 | |
| CN111371173B (zh) | 一种治理三相交流电压暂降的储充放系统及其方法 | |
| CN103219766B (zh) | 非浮充锂电型站用直流电源系统 | |
| CN111416424A (zh) | 治理电压暂降及短时中断的电力供电电路及控制方法 | |
| CN214204284U (zh) | 适应多应用场景的多能源混合电站系统 | |
| CN107846042A (zh) | 一种提高火电机组辅机变频器高低压穿越能力的方法 | |
| CN109888805A (zh) | 变频器电压暂降保护系统及方法 | |
| CN203326621U (zh) | 非浮充锂电型站用直流电源系统 | |
| CN202749834U (zh) | 一种光伏并网逆变器的低电压穿越装置 | |
| CN103001253B (zh) | 适于低压穿越要求的光伏逆变器供电系统及其供电方法 | |
| CN105790326A (zh) | 液流电池初始充电电路 | |
| CN105281338B (zh) | 一种换流站无功控制用交流电压测点优化配置方法及结构 | |
| CN116316664A (zh) | 基于超级电容的并联型有源电力滤波器治理电压暂降的方法和装置 | |
| CN203456874U (zh) | 一种串联型电压补偿拮抗装置 | |
| CN202817886U (zh) | 不间断电源 | |
| CN203326701U (zh) | 生产设备防断电、晃电的自控转换电源 | |
| CN205986176U (zh) | 一种直流支撑装置 | |
| CN201515254U (zh) | 直流电源分支柜及直流供电系统 | |
| CN106059058B (zh) | 储能离网逆变器提高不间断供电功率因数的系统及方法 | |
| CN206332455U (zh) | 一种面向城市配电网的柱上式电压无功综合补偿装置 | |
| CN104882908A (zh) | 智能微电网专用逆变器及控制方法 | |
| CN103580060B (zh) | 一种适用于并网逆变器的控制器及二次系统的供电方法 | |
| CN219717935U (zh) | 一种适用于低压变频器直流母线端的电压暂降保护装置 | |
| Peng et al. | Comparative study of power droop control and current droop control in DC microgrid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |