[發明專利]一種儲能逆變器并離網及離并網無縫切換的控制方法

有效

• 申請號: 201911353583.5
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN110943486B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 楊耀;楊惠坤;朱建國
• 申請（專利權）人: 深圳市永聯科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉

1.一種儲能逆變器并離網及離并網無縫切換的控制方法，其特征在于包括如下步驟：

S101、逆變器輸出電壓Ua、Ub、Uc和電流Ia、Ib、Ic經過Clark變換和Park變換，求出逆變器輸出電壓模值Vm；并計算逆變器輸出電壓模值Vm在同步旋轉坐標系下D、Q軸的分量Vd，Vq、以及電流在同步旋轉坐標系下D、Q軸的分量Id、Iq；

S102、由同步旋轉坐標系下的各分量Vd、Vq、Id、Iq計算出瞬時有功功率P＝Vd*Id+Vq*Iq和無功功率Q＝Vd*Iq+Vq*Id；

S103、模擬電網的下垂特性，設置無功功率與電壓幅值下垂的無功功率環輸出電壓Vm-ref；模擬電網的下垂特性，設置有功功率與頻率下垂的有功功率環頻率f-ref；

S104、將無功功率環輸出電壓Vm-ref設置為給定電壓模值Vref，將給定電壓模值Vref與逆變器輸出電壓模值Vm的差作為比例積分PI控制器的輸入，通過PI控制器得到合成參考電壓所需的模值V，并將有功功率環輸出的頻率f-ref經過積分之后得到合成參考電壓所需的角度θ；

S105、由模值V和角度θ得到合成參考電壓，合成參考電壓經過電壓電流雙環控制器后以SVPWM發波使逆變器的輸出電壓具有與電網電壓相同的下垂特性；

S106、逆變器以下垂特性電壓源模式并網運行，或者逆變器以下垂特性電壓源模式離網運行；或者實現離網到并網的切換。

2.根據權利要求1所述的儲能逆變器并離網及離并網無縫切換的控制方法，其特征在于上述步驟S103中，設置有功功率與頻率下垂的有功功率環頻率f-ref＝fn-m*(P-Pn)；其中，f-ref是有功功率環輸出頻率，fn是逆變器輸出電壓額定頻率，Pn是逆變器額定有功功率，m是頻率下垂系數。

3.根據權利要求1所述的儲能逆變器并離網及離并網無縫切換的控制方法，其特征在于上述步驟S103中，設置無功功率與電壓幅值下垂的無功功率環輸出電壓Vm-ref＝Vref＝Vn-n*(Q-Qn)，其中，Vn是逆變器電網電壓額定值，Qn是逆變器額定無功功率，n是幅值下垂系數。

4.根據權利要求1所述的儲能逆變器并離網及離并網無縫切換的控制方法，其特征在于上述步驟S106中，逆變器以下垂特性電壓源模式并網運行，設置幅值下垂系數m、頻率下垂系數n，控制逆變器有功功率P和無功功率Q按有功功率給定值Pn和無功功率給定值Qn運行；或者逆變器以下垂特性電壓源模式離網運行，設定有功功率Pn和無功功率Qn為0，根據負載有功功率和無功功率的大小按照設定的P-f和Q-V下垂特性曲線輸出大小為Vref、頻率為f-ref的電壓。

5.根據權利要求1所述的儲能逆變器并離網及離并網無縫切換的控制方法，其特征在于上述步驟S106中，所述的逆變器以下垂特性電壓源模式并網運行時，Vq與Vgq相等；Vq為逆變器輸出電壓模值Vm在同步旋轉坐標系下Q軸分量；Vgq為電網電壓模值Vgm在同步旋轉坐標系下Q軸分量。

6.根據權利要求1所述的儲能逆變器并離網及離并網無縫切換的控制方法，其特征在于上述步驟S106中，所述的逆變器以下垂特性電壓源模式并網運行時，當電網發生故障瞬間，逆變器的輸出電壓支撐本地負載和外網負載，逆變器當前輸出電壓的頻率和幅值分別偏離額定電壓Vn、額定頻率fn，形成逆變器幅值差ΔV、以及逆變器頻率差值Δf；當逆變器幅值差ΔV、以及逆變器頻率差值Δf達到預定值后，即判斷電網故障，立即斷開開關S切斷外網負載，Qn和Pn設為0，逆變器繼續以下垂特性電壓源模式離網運行為本地負載持續供電，達到從并網平滑無縫切換到離網運行。