[發明專利]基于蓄電池的新型無功補償方法及系統

在審

• 申請號: 202011248704.2
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112366724A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 朱蕾蕾;王斌;李小鵬;程化南;徐靜;趙贏;付毅;解大;周楠
• 申請（專利權）人: 上海電氣工程設計有限公司;上海交通大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;G01R31/382;H01M10/44
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種基于蓄電池的新型無功補償方法及系統，包括：步驟S1:采用無功監測設備實時監測無功需求參數信息，當無功需求達到無功補償閾值時轉至步驟S2；步驟S2:采用蓄電池組內的換流器進行功率調節，調節蓄電池功率因數，進入無功補償區；步驟S3：采用微網系統監測設備監測系統電壓情況、無功缺額情況，當電壓水平恢復，無功充足時，轉至步驟S4；步驟S4:蓄電池的換流器進行功率控制，同時監測蓄電池SOC水平，根據蓄電池狀態決定下一階段充放電運行情況，調節蓄電池功率因數，進入充電區或者放電區。本發明給出了蓄電池系統充放電及無功補償的運行區域，標定了蓄電池系統變流器的設計容量。

技術領域

本發明涉及無功補償技術領域，具體地，涉及一種基于蓄電池的新型無功補償方法及系統。

背景技術

隨著新能源技術和微電網技術的發展，微電網的結構和運行方式越發多樣化，對于含有大型電動機的微電網，在電動機啟動時，需要大量的無功功率建立轉子磁場，因此需要無功補償設備對微電網進行無功補償，以維持微電網的安全穩定運行。

目前，常用的無功補償設備主要有同步調相機、靜止無功補償器、靜止無功發生器。其中，同步調相機常常運行在過勵狀態，勵磁電流較大，損耗和發熱現象也較為嚴重，大容量的調相機需要采用氫氣冷卻；靜止無功補償器種類繁多，但是都引入了許多電力電子器件，容易造成系統內的諧波污染；靜止無功發生器的電壓等級和容量受到IGBT器件性能限制，適合較低電壓和較小規模下使用。此外，引入專門的無功補償設備對于建設微電網而言，增加了經濟成本。

目前，大部分微電網內都配置有儲能設備，最典型的儲能設備是蓄電池。蓄電池作為優質的可控電源和可控負荷，能夠根據系統狀態，靈活地調節功率。蓄電池對功率的調節作用體現在兩方面，當系統內波動性電源提供的有功功率大于負荷需要的有功功率時，蓄電池吸收功率，當系統內負荷需要的有功功率小于各類電源提供的有功功率時，蓄電池處于放電狀態，對微電網提供有功支撐。目前，對于蓄電池的運用主要集中在有功功率的調節方面，對于蓄電池無功調節能力的開發較少，如果能夠運用蓄電池的無功調節能力，對含有大型電動機的微電網進行無功補償，那就可以減少微電網建設中對于專用無功補償設備的投資，同時保證微電網運行時的安全性。

蓄電池運行的功率圓如圖1所示，分為充電區、放電區和無功補償區。功率圓上的運行點滿足式如下：

蓄電池運行在充電區和放電區時，功率因數較高，因此提供和消耗的無功功率都很少，無法作為無功補償設備在大型電機設備啟動時對微電網進行無功支撐。蓄電池運行功率圓上的無功補償區具備無功補償的能力，但是當前的蓄電池很少運行在這一狀態，因此，微電網中蓄電池的無功補償能力有待挖掘。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于蓄電池的新型無功補償方法及系統。

根據本發明提供的一種基于蓄電池的新型無功補償方法，包括：

步驟S1:采用無功監測設備實時監測無功需求參數信息，當無功需求達到無功補償閾值時轉至步驟S2；

步驟S2:采用蓄電池組內的換流器進行功率調節，調節蓄電池功率因數，進入無功補償區；

步驟S3：采用微網系統監測設備監測系統電壓情況、無功缺額情況，當電壓水平恢復，無功充足時，轉至步驟S4；

步驟S4:蓄電池的換流器進行功率控制，同時監測蓄電池SOC水平，根據蓄電池狀態決定下一階段充放電運行情況，調節蓄電池功率因數，進入充電區或者放電區。

優選地，所述步驟S1包括：

步驟S1.1：微電網正常運行時，SOC監測設備監測蓄電池的荷電狀態，獲取蓄電池荷電狀態監測信息；

優選地，所述步驟S2包括：