CN112054589A - 一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法 - Google Patents

一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于储能与多电源应用技术领域，具体涉及一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法。在常规电源通过电力线为用电负荷供电时，采用双向受控储能电压源并接运行在V/F模式，在常规电源运行故障并停止供电时，自动切换到并接运行在V/F模式的双向受控储能电压源，常规电源恢复供电能力或者启动备用电源投入供电时，双向受控储能电压源追踪投入电源的相位、频率等电力参数，达到电力参数一致时，控制实现无缝切换投入拟供电电源；实现了多电源之间无缝切换，为多电源应急供电提供了技术保障，为多电源微电网系统电源之间无缝切换关键技术提供了一个有效的解决方案，有利于满足用电负荷对高质量电力的要求，同时为微电网可靠运行提供了保障。

Description

一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法
技术领域
本发明属于基于储能的多电源系统应用技术领域，具体涉及一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法。
背景技术
多电源供电是应急供电不可缺少的技术保障，也是微电网系统可靠运行的关键技术之一；众所周知，两种及以上电源的投切需要相互之间相位、频率等电力参数保持一致，否则供电电源系统会产生故障甚至瘫痪，现有技术通常采用常规电网作为主电源供电的第1电源切出后再投入备用的柴电或其他转子发电的第2电源，先切出再投入存在一个供电的间隔缝隙，影响用电负荷对高质量电力的要求，因此多电源无缝切换技术及系统是高质量供电的保证。
发明内容
为了解决多电源之间的无缝转换技术难题，本发明提出一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法，主要包括：主电源供电的第1电源、备用第2电源、双向受控储能电压源、主电源受控开关、备用电源受控开关、电参数传感器、供电电力线、控制通信线、供电电力线通断受控开关、用电负荷，其中：
主电源供电的第1电源通过主电源受控开关连接供电电力线，并由供电电力线通过供电电力线通断受控开关为用电负荷提供所需要的电力；
备用第2电源通过备用电源受控开关连接供电电力线，并由供电电力线(7)通过供电电力线通断受控开关为用电负荷提供所需要的电力；
双向受控储能电压源连接供电电力线，并由供电电力线通过供电电力线通断受控开关为用电负荷提供所需要的电力；
双向受控储能电压源通过控制通信线分别连接主电源供电的第1电源、备用第2电源、主电源受控开关、备用电源受控开关、电参数传感器、供电电力线通断受控开关，构成双向受控储能电压源追踪投切电源电力参数并进行无缝切换的控制链路；
一种基于储能的多电源无缝切换系统四种主要基于储能多电源无缝切换的运行控制方式，其控制方法的特征是：
第一，主电源供电的第1电源供电运行控制方式
主电源供电的第1电源运行供电时，主电源受控开关和供电电力线通断受控开关处于闭合导通状态，而且备用电源受控开关处于断开并与供电电力线隔离状态，同时双向受控储能电压源并接运行在V/F模式；
第二，主电源供电的第1电源故障切出控制方式
主电源供电的第1电源运行故障并停止供电时，自动切换到并接运行在V/F模式的双向受控储能电压源，双向受控储能电压源控制供电电力线通断受控开关处于断开状态且控制主电源受控开关处于断开及与供电电力线隔离状态，主电源供电的第1电源切出；
第三，备用第2电源投入运行控制方式
双向受控储能电压源运行并为用电负荷提供所需要的电力，并控制备用电源受控开关闭合以及控制启动备用的第2电源使其正常运行，同时双向受控储能电压源调节并追踪拟投入的备用第2电源相位、频率等电力参数，在受控储能电压源与拟投入备用第2电源的相位、频率等电力参数一致时，控制供电电力线通断受控开关处于闭合导通状态及投入备用第2电源的电力，在备用第2电源供电运行后双向受控储能电压源同时并接运行在V/F模式；
第四，备用第2电源切出并无缝切换投入主电源供电的第1电源运行控制方式
待主电源供电的第1电源恢复供电能力且主电源受控开关处于断开隔离状态，此时先控制备用第2电源停止供电及备用电源受控开关断开使得备用第2电源切出，同时控制供电电力线通断受控开关处于断开状态，自动由并接以电压源V/F模式运行的双向受控储能电压源出力为负荷供电，此时控制主电源受控开关处于闭合导通状态，双向受控储能电压源依据电参数传感器采集的电力参数调节并追踪主电源供电的第1电源相位、频率等电力参数，在双向受控储能电压源与主电源供电的第1电源的相位、频率等电力参数一致时，控制供电电力线通断受控开关处于闭合导通状态，实现无缝切换投入主电源供电的第1电源的电力，并且在主电源供电的第1电源供电运行后双向受控储能电压源同时并接运行在V/F模式。
所述一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法，其特征是双向受控储能电压源接入在主电源供电的第1电源、备用第2电源与用电负荷之间的供电电力线上。
所述一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法，其特征是供电电力线通断受控开关安装在主电源供电的第1电源、备用第2电源与双向受控储能电压源之间的供电电力线上。
所述一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法，其特征是电参数传感器安装在主电源供电的第1电源、备用第2电源与供电电力线通断受控开关之间的供电电力线上。
本发明属于储能与多电源应用技术领域，具体涉及一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法。在常规电源通过电力线为用电负荷供电时，采用双向受控储能电压源并接运行在V/F模式，在常规电源运行故障并停止供电时，自动切换到并接运行在V/F模式的双向受控储能电压源，常规电源恢复供电能力或者启动备用电源投入供电时，双向受控储能电压源追踪投入电源的相位、频率等电力参数，达到电力参数一致时，控制实现无缝切换投入拟供电电源；实现了多电源之间无缝切换，为多电源应急供电提供了技术保障，为多电源微电网系统电源之间无缝切换关键技术提供了一个有效的解决方案，有利于满足用电负荷对高质量电力的要求，同时为微电网可靠运行提供了保障。
附图说明
图1为一种基于储能的多电源无缝切换系统的构成原理示意图。
具体实施方式
作为实施例子，结合附图对一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法给予说明，但是，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。
如图1所示，一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法，主要包括：主电源供电的第1电源(1)、备用第2电源(2)、双向受控储能电压源(3)、主电源受控开关(4)、备用电源受控开关(5)、电参数传感器(6)、供电电力线(7)、控制通信线(8)、供电电力线通断受控开关(9)、用电负荷(10)，其中：
主电源供电的第1电源(1)通过主电源受控开关(4)连接供电电力线(7)，并由供电电力线(7)通过供电电力线通断受控开关(9)为用电负荷(10)提供所需要的电力；
备用第2电源(2)通过备用电源受控开关(5)连接供电电力线(7)，并由供电电力线(7)通过供电电力线通断受控开关(9)为用电负荷(10)提供所需要的电力；
双向受控储能电压源(3)连接供电电力线(7)，并由供电电力线(7)通过供电电力线通断受控开关(9)为用电负荷(10)提供所需要的电力；双向受控储能电压源(3)通过控制通信线(8)分别连接主电源供电的第1电源(1)、备用第2电源(2)、主电源受控开关(4)、备用电源受控开关(5)、电参数传感器(6)、供电电力线通断受控开关(9)，构成双向受控储能电压源(3)追踪投切电源电力参数并进行无缝切换的控制链路；
一种基于储能的多电源无缝切换系统四种主要基于储能多电源无缝切换的运行控制方式，其控制方法的特征是：
第一，主电源供电的第1电源(1)供电运行控制方式
主电源供电的第1电源(1)运行供电时，主电源受控开关(4)和供电电力线通断受控开关(9)处于闭合导通状态，而且备用电源受控开关(5)处于断开并与供电电力线(7)隔离状态，同时双向受控储能电压源(3)并接运行在V/F模式；
第二，主电源供电的第1电源(1)故障切出控制方式
主电源供电的第1电源运行故障并停止供电时，自动切换到并接运行在V/F模式的双向受控储能电压源(3)，双向受控储能电压源(3)控制供电电力线通断受控开关(9)处于断开状态且控制主电源受控开关(4)处于断开及与供电电力线(7)隔离状态，主电源供电的第1电源(1)切出；
第三，备用第2电源(2)投入运行控制方式
双向受控储能电压源(3)运行并为用电负荷(10)提供所需要的电力，并控制备用电源受控开关(5)闭合以及控制启动备用的第2电源使其正常运行，同时双向受控储能电压源(3)调节并追踪拟投入的备用第2电源(2)相位、频率等电力参数，在受控储能电压源与拟投入备用第2电源(2)的相位、频率等电力参数一致时，控制供电电力线通断受控开关(9)处于闭合导通状态及投入备用第2电源(2)的电力，在备用第2电源(2)供电运行后双向受控储能电压源(3)同时并接运行在V/F模式；
第四，备用第2电源(2)切出并无缝切换投入主电源供电的第1电源(1)运行控制方式
待主电源供电的第1电源(1)恢复供电能力且主电源受控开关(4)处于断开隔离状态，此时先控制备用第2电源(2)停止供电及备用电源受控开关(5)断开使得备用第2电源(2)切出，同时控制供电电力线通断受控开关(9)处于断开状态，自动由并接以电压源V/F模式运行的双向受控储能电压源(3)出力为负荷供电，此时控制主电源受控开关(4)处于闭合导通状态，双向受控储能电压源(3)依据电参数传感器(6)采集的电力参数调节并追踪主电源供电的第1电源(1)相位、频率等电力参数，在双向受控储能电压源(3)与主电源供电的第1电源(1)的相位、频率等电力参数一致时，控制供电电力线通断受控开关(9)处于闭合导通状态，实现无缝切换投入主电源供电的第1电源(1)的电力，并且在主电源供电的第1电源(1)供电运行后双向受控储能电压源(3)同时并接运行在V/F模式。
所述一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法，其特征是双向受控储能电压源(3)接入在主电源供电的第1电源(1)、备用第2电源(2)与用电负荷(10)之间的供电电力线(7)上。
所述一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法，其特征是供电电力线通断受控开关(9)安装在主电源供电的第1电源(1)、备用第2电源(2)与双向受控储能电压源(3)之间的供电电力线(7)上。
所述一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法，其特征是电参数传感器(6)安装在主电源供电的第1电源(1)、备用第2电源(2)与供电电力线通断受控开关(9)之间的供电电力线(7)上。
本发明属于储能与多电源应用技术领域，具体涉及一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法。在常规电源通过电力线为用电负荷供电时，采用双向受控储能电压源(3)并接运行在V/F模式，在常规电源运行故障并停止供电时，自动切换到并接运行在V/F模式的双向受控储能电压源(3)，常规电源恢复供电能力或者启动备用电源投入供电时，双向受控储能电压源(3)追踪投入电源的相位、频率等电力参数，达到电力参数一致时，控制实现无缝切换投入拟供电电源；实现了多电源之间无缝切换，为多电源应急供电提供了技术保障，为多电源微电网系统电源之间无缝切换关键技术提供了一个有效的解决方案，有利于满足用电负荷对高质量电力的要求，同时为微电网可靠运行提供了保障。

Claims (4)

1.一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法，主要包括：主电源供电的第1电源(1)、备用第2电源(2)、双向受控储能电压源(3)、主电源受控开关(4)、备用电源受控开关(5)、电参数传感器(6)、供电电力线(7)、控制通信线(8)、供电电力线通断受控开关(9)、用电负荷(10)，其中：
主电源供电的第1电源(1)通过主电源受控开关(4)连接供电电力线(7)，并由供电电力线(7)通过供电电力线通断受控开关(9)为用电负荷(10)提供所需要的电力；
备用第2电源(2)通过备用电源受控开关(5)连接供电电力线(7)，并由供电电力线(7)通过供电电力线通断受控开关(9)为用电负荷(10)提供所需要的电力；
双向受控储能电压源(3)连接供电电力线(7)，并由供电电力线(7)通过供电电力线通断受控开关(9)为用电负荷(10)提供所需要的电力；
双向受控储能电压源(3)通过控制通信线(8)分别连接主电源供电的第1电源(1)、备用第2电源(2)、主电源受控开关(4)、备用电源受控开关(5)、电参数传感器(6)、供电电力线通断受控开关(9)，构成双向受控储能电压源(3)追踪投切电源电力参数并进行无缝切换的控制链路；
一种基于储能的多电源无缝切换系统四种主要基于储能多电源无缝切换的运行控制方式，其控制方法的特征是：
第一，主电源供电的第1电源(1)供电运行控制方式
主电源供电的第1电源(1)运行供电时，主电源受控开关(4)和供电电力线通断受控开关(9)处于闭合导通状态，而且备用电源受控开关(5)处于断开并与供电电力线(7)隔离状态，同时双向受控储能电压源(3)并接运行在V/F模式；
第二，主电源供电的第1电源(1)故障切出控制方式
主电源供电的第1电源运行故障并停止供电时，自动切换到并接运行在V/F模式的双向受控储能电压源(3)，双向受控储能电压源(3)控制供电电力线通断受控开关(9)处于断开状态且控制主电源受控开关(4)处于断开及与供电电力线(7)隔离状态，主电源供电的第1电源(1)切出；
第三，备用第2电源(2)投入运行控制方式
双向受控储能电压源(3)运行并为用电负荷(10)提供所需要的电力，并控制备用电源受控开关(5)闭合以及控制启动备用的第2电源使其正常运行，同时双向受控储能电压源(3)调节并追踪拟投入的备用第2电源(2)相位、频率等电力参数，在受控储能电压源与拟投入备用第2电源(2)的相位、频率等电力参数一致时，控制供电电力线通断受控开关(9)处于闭合导通状态及投入备用第2电源(2)的电力，在备用第2电源(2)供电运行后双向受控储能电压源(3)同时并接运行在V/F模式；
第四，备用第2电源(2)切出并无缝切换投入主电源供电的第1电源(1)运行控制方式
待主电源供电的第1电源(1)恢复供电能力且主电源受控开关(4)处于断开隔离状态，此时先控制备用第2电源(2)停止供电及备用电源受控开关(5)断开使得备用第2电源(2)切出，同时控制供电电力线通断受控开关(9)处于断开状态，自动由并接以电压源V/F模式运行的双向受控储能电压源(3)出力为负荷供电，此时控制主电源受控开关(4)处于闭合导通状态，双向受控储能电压源(3)依据电参数传感器(6)采集的电力参数调节并追踪主电源供电的第1电源(1)相位、频率等电力参数，在双向受控储能电压源(3)与主电源供电的第1电源(1)的相位、频率等电力参数一致时，控制供电电力线通断受控开关(9)处于闭合导通状态，实现无缝切换投入主电源供电的第1电源(1)的电力，并且在主电源供电的第1电源(1)供电运行后双向受控储能电压源(3)同时并接运行在V/F模式。
2.根据权利要求1所述一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法，其特征是双向受控储能电压源(3)接入在主电源供电的第1电源(1)、备用第2电源(2)与用电负荷(10)之间的供电电力线(7)上。
3.根据权利要求1所述一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法，其特征是供电电力线通断受控开关(9)安装在主电源供电的第1电源(1)、备用第2电源(2)与双向受控储能电压源(3)之间的供电电力线(7)上。
4.根据权利要求1所述一种基于储能的多电源无缝切换系统及控制方法，其特征是电参数传感器(6)安装在主电源供电的第1电源(1)、备用第2电源(2)与供电电力线通断受控开关(9)之间的供电电力线(7)上。
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