本發(fā)明涉及儲(chǔ)能管理，具體為一種儲(chǔ)能變流器并網(wǎng)控制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著近年來(lái)高新技術(shù)的發(fā)展，精密制造業(yè)、信息業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器等相關(guān)行業(yè)在國(guó)民生活和經(jīng)濟(jì)中所占比重越來(lái)越高，這些行業(yè)的電氣設(shè)備對(duì)系統(tǒng)中的干擾異常敏感，要求維持持續(xù)且穩(wěn)定的高質(zhì)量電力供應(yīng)，出現(xiàn)任何電能質(zhì)量問(wèn)題如電壓暫降等都可能會(huì)讓敏感電氣設(shè)備無(wú)法正常工作，甚至帶來(lái)工程作業(yè)的停止，其所引起的經(jīng)濟(jì)損失難以估計(jì)。

2、目前，傳統(tǒng)儲(chǔ)能變流器并網(wǎng)控制當(dāng)電網(wǎng)的電能質(zhì)量滿(mǎn)足并網(wǎng)條件后，若直接將儲(chǔ)能變流器進(jìn)行并網(wǎng)時(shí)，此時(shí)負(fù)載的電壓幅值、頻率、相位與電網(wǎng)電壓不相同，使得并網(wǎng)后相位差過(guò)大，導(dǎo)致接入電網(wǎng)時(shí)產(chǎn)生較大的電流沖擊，增加系統(tǒng)故障風(fēng)險(xiǎn)，且相位差可能導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，甚至引發(fā)大規(guī)模停電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種儲(chǔ)能變流器并網(wǎng)控制方法，以解決上述背景技術(shù)提出的對(duì)于若直接將儲(chǔ)能變流器進(jìn)行并網(wǎng)時(shí)，此時(shí)負(fù)載的電壓幅值、頻率、相位與電網(wǎng)電壓不相同，使得并網(wǎng)后相位差過(guò)大，導(dǎo)致接入電網(wǎng)時(shí)產(chǎn)生較大的電流沖擊，增加系統(tǒng)故障風(fēng)險(xiǎn)，且相位差可能導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，甚至引發(fā)大規(guī)模停電的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種儲(chǔ)能變流器并網(wǎng)控制方法，包括以下步驟：

3、s1、確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量、類(lèi)型和變流器的額定功率，并設(shè)置并網(wǎng)變流器的控制參數(shù)；

4、s2、檢查儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池狀態(tài)，確保電池充電狀態(tài)良好并進(jìn)行變流器的硬件和軟件正常工作自檢；

5、s3、自檢完成后，在并網(wǎng)前通過(guò)變流器的控制系統(tǒng)檢測(cè)電網(wǎng)的電壓、頻率和相位與儲(chǔ)能變流器是否同步；

6、s4、若輸出電壓與電網(wǎng)電壓不同頻同相，通過(guò)預(yù)同步控制策略完成儲(chǔ)能變流器電壓與主網(wǎng)電壓同步，以減小接入電網(wǎng)時(shí)的沖擊電流；

7、s5、利用相位鎖定pll以實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的相位同步鎖相判斷，鎖相成功后通過(guò)微電網(wǎng)指令設(shè)定儲(chǔ)能變流器輸出功率，進(jìn)行閉環(huán)控制后，更新pwm模塊比較寄存器數(shù)值，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)功率輸出；

8、s6、監(jiān)測(cè)并網(wǎng)過(guò)程中的電流、電壓和頻率變化，在并網(wǎng)后實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

9、優(yōu)選的，在步驟s1中，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量計(jì)算根據(jù)負(fù)載需求和使用時(shí)間計(jì)算所需的儲(chǔ)能容量，計(jì)算公式如下：

10、q(kwh)＝(1+30％)(p×t)；

11、式中：q為儲(chǔ)能容量，p為負(fù)載功率，t為使用時(shí)間。

12、優(yōu)選的，在步驟s3中，所述檢測(cè)電網(wǎng)的電壓、頻率和相位與儲(chǔ)能變流器是否相同包括以下步驟：

13、s31、電壓檢測(cè)：使用儲(chǔ)能變流器內(nèi)置的電壓傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的電壓值；

14、s32、頻率檢測(cè)：通過(guò)儲(chǔ)能變流器的頻率檢測(cè)模塊，監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的頻率；

15、s33、相位檢測(cè)：利用儲(chǔ)能變流器的相位鎖定環(huán)功能，實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)的相位。

16、優(yōu)選的，在步驟s4中，所述通過(guò)預(yù)同步控制策略完成儲(chǔ)能變流器電壓與主網(wǎng)電壓同步包括以下步驟：

17、s41、分別采樣電網(wǎng)電壓與儲(chǔ)能變流器輸出電壓，經(jīng)過(guò)鎖相環(huán)后分別得到電網(wǎng)電壓與輸出電壓的相位θg與θ、頻率fg與f；

18、s42、經(jīng)過(guò)pi調(diào)節(jié)器得到相位與頻率調(diào)整值θc與fc,計(jì)算公式如下：

19、

20、

21、式中：kθp、kθi為相位調(diào)節(jié)器pi參數(shù)，kfp、kfi為頻率調(diào)節(jié)器pi參數(shù)；

22、s43、在進(jìn)行內(nèi)環(huán)控制之前，將相位輸出值進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到頻率參考值fref，計(jì)算公式如下：

23、

24、s44、頻率輸出調(diào)整值fc與頻率參考值作為控制內(nèi)環(huán)給定值，作差后經(jīng)過(guò)內(nèi)環(huán)pi控制器的調(diào)節(jié)最終輸出,計(jì)算公式為：

25、

26、式中，kp、ki為內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器pi參數(shù)，通過(guò)相位、頻率雙閉環(huán)同時(shí)調(diào)節(jié)電壓頻率和相位，經(jīng)過(guò)短暫的閉環(huán)調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓與電網(wǎng)電壓同頻同相。

27、優(yōu)選的，在步驟s5中，所述利用相位鎖定pll以實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的相位同步判斷包括以下步驟：

28、s51、使用相位比較器檢測(cè)電網(wǎng)信號(hào)與本地振蕩器信號(hào)之間的相位差，判斷相位差是否在設(shè)定的容忍范圍內(nèi)以確認(rèn)是否鎖相成功；

29、s52、鎖相成功后通過(guò)微電網(wǎng)指令設(shè)定儲(chǔ)能變流器輸出功率，進(jìn)行閉環(huán)控制后，更新pwm模塊比較寄存器數(shù)值，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)功率輸出；

30、s53、若鎖相失敗，在程序中統(tǒng)計(jì)鎖相次數(shù)并判斷，當(dāng)失敗次數(shù)小于3時(shí)會(huì)重新鎖相并循環(huán)；

31、s54、當(dāng)鎖相失敗次數(shù)大于三次后，系統(tǒng)會(huì)延時(shí)一段時(shí)間等待電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，同時(shí)清除鎖相失敗次數(shù)并再次進(jìn)行鎖相檢測(cè)，直至輸出電壓與電網(wǎng)電壓成功同步，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)切換。

32、優(yōu)選的，在步驟s6中，所述監(jiān)測(cè)并網(wǎng)過(guò)程中的電流、電壓和頻率變化包括以下步驟：

33、s61、電流監(jiān)測(cè)：定期采集電流數(shù)據(jù)，記錄瞬時(shí)電流值和平均電流值，監(jiān)測(cè)電流波形，確保其在安全范圍內(nèi)；

34、s62、電壓監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電壓，記錄瞬時(shí)電壓值和平均電壓值，檢查電壓波動(dòng)，確保電壓在允許范圍內(nèi)；

35、s63、頻率監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)電網(wǎng)頻率，確保其在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，記錄頻率變化，分析頻率波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響；

36、s64、對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分析，識(shí)別電流、電壓和頻率的變化模式，進(jìn)行可視化數(shù)據(jù)變化輸出。

37、優(yōu)選的，在步驟s6中，所述并網(wǎng)后實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)的流程為：通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集儲(chǔ)能變流器數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺(tái)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)備和系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定各項(xiàng)參數(shù)的閾值，當(dāng)監(jiān)測(cè)到的參數(shù)超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，自動(dòng)發(fā)出警報(bào)并處理。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

39、1、本方法中，通過(guò)在并網(wǎng)前采樣輸出電壓與電網(wǎng)電壓，在相位差過(guò)大時(shí)通過(guò)同步控制策略后快速調(diào)整輸出電壓的相位和頻率，使輸出電壓與電網(wǎng)同步，降低了并網(wǎng)時(shí)電流、電壓的沖擊，實(shí)現(xiàn)平滑的并網(wǎng)切換，沒(méi)有明顯振蕩，頻率變化保持在允許范圍內(nèi)，可避免因電網(wǎng)波動(dòng)而造成并網(wǎng)失敗的問(wèn)題，保護(hù)電網(wǎng)和設(shè)備。

40、2、本方法中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的電壓、頻率和相位，確保儲(chǔ)能變流器能夠及時(shí)響應(yīng)電網(wǎng)變化，在并網(wǎng)后實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流、電壓和頻率變化，確保系統(tǒng)在安全范圍內(nèi)運(yùn)行，設(shè)定閾值并自動(dòng)報(bào)警，及時(shí)處理潛在問(wèn)題，降低故障風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)分析，識(shí)別變化模式，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行策略，提升整體效率。

技術(shù)特征：

1.一種儲(chǔ)能變流器并網(wǎng)控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)能變流器并網(wǎng)控制方法，其特征在于，在步驟s1中，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量計(jì)算根據(jù)負(fù)載需求和使用時(shí)間計(jì)算所需的儲(chǔ)能容量，計(jì)算公式如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)能變流器并網(wǎng)控制方法，其特征在于，在步驟s3中，所述檢測(cè)電網(wǎng)的電壓、頻率和相位與儲(chǔ)能變流器是否相同包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)能變流器并網(wǎng)控制方法，其特征在于，在步驟s4中，所述通過(guò)預(yù)同步控制策略完成儲(chǔ)能變流器電壓與主網(wǎng)電壓同步包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)能變流器并網(wǎng)控制方法，其特征在于，在步驟s5中，所述利用相位鎖定pll以實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的相位同步判斷包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)能變流器并網(wǎng)控制方法，其特征在于，在步驟s6中，所述監(jiān)測(cè)并網(wǎng)過(guò)程中的電流、電壓和頻率變化包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)能變流器并網(wǎng)控制方法，其特征在于，在步驟s6中，所述并網(wǎng)后實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)的流程為：通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集儲(chǔ)能變流器數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺(tái)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)備和系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定各項(xiàng)參數(shù)的閾值，當(dāng)監(jiān)測(cè)到的參數(shù)超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，自動(dòng)發(fā)出警報(bào)并處理。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種儲(chǔ)能變流器并網(wǎng)控制方法，涉及儲(chǔ)能管理技術(shù)領(lǐng)域，包括步驟：S1、確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量、類(lèi)型和變流器的額定功率，并設(shè)置并網(wǎng)變流器的控制參數(shù)；S2、檢查儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池狀態(tài)，確保電池充電狀態(tài)良好并進(jìn)行變流器的硬件和軟件正常工作自檢等步驟。本發(fā)明通過(guò)在并網(wǎng)前采樣輸出電壓與電網(wǎng)電壓，在相位差過(guò)大時(shí)通過(guò)同步控制策略后快速調(diào)整輸出電壓的相位和頻率，使輸出電壓與電網(wǎng)同步，降低了并網(wǎng)時(shí)電流、電壓的沖擊，實(shí)現(xiàn)平滑的并網(wǎng)切換，沒(méi)有明顯振蕩，頻率變化保持在允許范圍內(nèi)，可避免因電網(wǎng)波動(dòng)而造成并網(wǎng)失敗的問(wèn)題，保護(hù)電網(wǎng)和設(shè)備。

技術(shù)研發(fā)人員：徐祥宇,居鈺生
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海電機(jī)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30