[發(fā)明專利]一種儲能逆變器并離網(wǎng)及離并網(wǎng)無縫切換的控制方法

有效

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• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN110943486B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發(fā)明（設計）人: 楊耀;楊惠坤;朱建國
• 申請（專利權）人: 深圳市永聯(lián)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

本發(fā)明公開了一種儲能逆變器并離網(wǎng)及離并網(wǎng)無縫切換的控制方法，通過逆變器輸出電壓模值、以及逆變器輸出電壓模值和電流在同步旋轉坐標系下D、Q軸的分量計算出瞬時有功功率和無功功率；模擬電網(wǎng)的下垂特性，設置無功功率與電壓幅值下垂的無功功率環(huán)輸出電壓、以及有功功率與頻率下垂的有功功率環(huán)頻率；得到的合成參考電壓經(jīng)過電壓電流雙環(huán)控制器后以SVPWM發(fā)波使逆變器的輸出電壓具有與電網(wǎng)電壓相同的下垂特性。能夠實現(xiàn)并離網(wǎng)和離并網(wǎng)雙向無縫切換的控制方法，控制器的環(huán)路結構在切換前后保持不變，輸出電壓在切換瞬間能保持連續(xù)性并能穩(wěn)定在離網(wǎng)下繼續(xù)運行，達到無縫切換。同時還可以快速準確無誤的判斷電網(wǎng)故障。

技術領域

本發(fā)明涉及電力電子技術領域，涉及儲能逆變器并離網(wǎng)切換及離并網(wǎng)切換的控制方法。

背景技術

在傳統(tǒng)的儲能逆變器控制方法中，在并網(wǎng)模式中，逆變器采取電流型控制，作為電流源控制輸入輸出功率的大小；在離網(wǎng)模式中，逆變器采取電壓型控制，作為電壓源為負載提供具有穩(wěn)定的頻率與幅值的交流電壓。在這兩種模式切換必然導致暫態(tài)沖擊與振蕩，尤其是在帶負載切換時更劇烈，使得切換失敗。

中國專利CN 106655255 A公開了一種光伏儲能逆變器的并/離網(wǎng)、離/并網(wǎng)切換方法和電路，對PCS的啟停時刻以及切換電路中各個開關的動作時序進行嚴格限制，保證并網(wǎng)模式與離網(wǎng)模式間切換的安全與可靠。但這種方法切換過程中PCS必須停機再開機，負載的供電無法連續(xù)。

中國專利CN 104319815 A公開了一種微網(wǎng)變流器的并/離網(wǎng)無縫切換方法，通過判斷負載電壓與額定電壓的差值來判斷電網(wǎng)異常并切換控制模式。這種方法存在電流型控制和電壓型控制兩種模式的切換，切換過程的連續(xù)性與穩(wěn)定性無法保證，同時，僅僅通過電壓差值判斷電網(wǎng)是否故障并不可靠，另外，該方法只能從并網(wǎng)切換至離網(wǎng)無法在保證負載在連續(xù)供電的要求下從離網(wǎng)切換至并網(wǎng)。

中國專利CN 104795827 A公開了一種儲能儲能逆變器的切換電路及其并網(wǎng)/離網(wǎng)切換方法和裝置，該方法只介紹了并離網(wǎng)切換電路卻沒有逆變器在并離、網(wǎng)狀態(tài)下控制模式的介紹，即使濾波電路的切換能在并離網(wǎng)切換瞬間保持電壓的穩(wěn)定提高濾波性能，但切換之后，是否能穩(wěn)定運行未可知。

因此，有必要提供一種行之有效的逆變器并離網(wǎng)及離并網(wǎng)雙向無縫切換的方法，解決上述問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種能夠實現(xiàn)并離網(wǎng)和離并網(wǎng)雙向無縫切換的控制方法，輸出電壓在切換瞬間能保持連續(xù)性并能穩(wěn)定在離網(wǎng)下繼續(xù)運行，達到無縫切換的效果。

進一步的，本發(fā)明還提供判斷電網(wǎng)故障的檢測方法，組合使用幅值偏差、頻率偏差和功率逆流判斷，可快速準確無誤的判斷電網(wǎng)故障。

為解決上述技術方案，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種儲能逆變器并離網(wǎng)及離并網(wǎng)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(jīng)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(wǎng)的下垂特性，設置無功功率與電壓幅值下垂的無功功率環(huán)輸出電壓Vm-ref；模擬電網(wǎng)的下垂特性，設置有功功率與頻率下垂的有功功率環(huán)頻率f-ref；

S104、將無功功率環(huán)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(huán)輸出的頻率f-ref經(jīng)過積分之后得到合成參考電壓所需的角度θ；