储能系统并网双向变流器并离网双模式运行方法技术方案

一种储能系统并网双向变流器并离网双模式运行方法，并网双向变流器根据采集到的并网开关断路器状态反馈信号、电网电压信号、并网双向变流器内部的直流断路器和交流接触器的状态，以及用户下发的指令，判断并网双向变流器的运行模式。当电网正常时，所述的储能系统并网双向变流器运行在并网模式，根据能量管理系统的调度，控制能量双向流动，完成储能电池的充放电操作；当电网停电时，所述的储能系统并网双向变流器切换至离网模式作为电压源运行，维持储能电站的正常工作。

Dual-mode operation method of grid-connected bi-directional converter and off-grid in energy storage system

A dual-mode parallel-off operation method of grid-connected bi-directional converter for energy storage system is presented. The operation mode of grid-connected bi-directional converter is judged according to the collected state feedback signal of grid-connected switching circuit breaker, grid voltage signal, the status of DC circuit breaker and AC contactor inside the grid-connected bi-directional converter, and the instructions issued by users. When the power grid is normal, the grid-connected bi-directional converter of the energy storage system operates in the grid-connected mode. According to the dispatch of the energy management system, the bi-directional flow of energy is controlled to complete the charging and discharging operation of the energy storage battery. When the power grid is cut off, the grid-connected bi-directional converter of the energy storage system switches to the off-grid mode as a voltage source to maintain the normal operation of the energy storage power station.

【技术实现步骤摘要】
储能系统并网双向变流器并离网双模式运行方法
本专利技术涉及一种储能系统并网双向变流器的并离网双模式运行方法。
技术介绍
储能变流器作为储能系统的关键部件，起到了连接电池和电网的功能。传统的储能电站多采用并网双向变流器连接电网和储能单元。现有的并网双向变流器在电网正常的情况下，根据能量管理系统的调度，控制能量双向流动，完成储能电池的充放电操作。但是当电网故障无法供电时，并网双向变流器无法启动，停机无法工作，导致电网断电后整个储能电站发生瘫痪。若购买新设备替换现有的并网双向变流器，则需要花费大量的金钱因此，对现有并网双向变流器进行改造成为经济实惠的选择。专利CN102185333B中提出了一种并网双向变流器改造为双模式变流器的方法，该方法在微网系统中增加了一个并离网控制器，增加了硬件成本；同时，该方法对于变流器是否符合并网条件和离网条件的判断过于繁琐，增加了软件计算量。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有储能系统并网双向变流器的缺点，在不增加硬件的前提下，提出一种并网双向变流器并离网双模式运行方法，实现储能系统并网双向变流器并离网双模式运行。本专利技术可以使储能系统并网双向变流器具备储能电池的充放电、能量的双向流动和并/离网运行模式的切换等功能。当电网正常时，应用本专利技术的储能系统并网双向变流器运行在并网模式，根据能量管理系统的调度，控制能量双向流动，完成储能电池的充放电操作；当电网停电时，应用本专利技术的储能系统并网双向变流器切换至离网模式作为电压源运行，维持储能电站的正常工作。同时，为减少工期和成本费用，可以保持储能电站现有的一次拓扑不变。本专利技术的具体方案如下：应用本专利技术的储能系统拓扑包括：10kV高压交流母线、箱式变压器、380V低压交流母线、并网双向变流器、电池组、负载、变压器高压侧断路器、并网开关断路器、负载侧断路器和变流器交流侧断路器。所述的箱式变压器的高压侧通过变压器高压侧断路器和10kV高压交流母线相连接，箱式变压器的低压侧通过并网开关断路器和380V低压交流母线相连接，380V低压交流母线通过变流器交流侧断路器和并网双向变流器的交流侧相连接，并网双向变流器的直流侧和电池组相连接，同时，380V低压交流母线还通过负载侧断路器和负载相连接。本专利技术采用以下技术方案：储能系统的并网开关断路器的反馈信号通过并网双向变流器内部主控板的输入端口送入并网双向变流器，当并网开关断路器闭合时，并网双向变流器接收到并网开关断路器的闭合状态反馈信号；当并网开关断路器断开时，并网双向变流器接收到并网开关断路器的断开状态反馈信号。所述的并网双向变流器内部的主控板采集并网开关断路器状态反馈信号、电网电压信号、并网双向变流器内部的直流断路器和交流接触器的状态，并网双向变流器根据上述信息及用户下发的指令判断并网双向变流器的运行模式。由于并网开关断路器为手动控制，因此并网双向变流器需要在并离网模式切换前停止调制运行，待并网双向变流器接收到并网开关断路器的状态反馈后，再按照需求重新调制运行在所需的模式。由于并网双向变流器内部不存在输出变压器，若并网双向变流器离网调制运行后再闭合其内部的交流接触器带载运行会发生过流现象，因此所述的并网双向变流器中增加热待机模式，将并网双向变流器内部的直流断路器闭合成功建立直流侧电压后的模式称为冷待机模式。所述的储能系统并网双向变流器的运行模式分为：冷待机、热待机、离网运行和并网运行。当并网双向变流器检测到并网双向变流器内部的直流断路器闭合，并网双向变流器进入冷待机模式后，若并网双向变流器接收到用户下发的闭合并网双向变流器内部交流接触器的指令，同时并网双向变流器检测到其内部的交流接触器处于断开状态，则闭合并网双向变流器内部的交流接触器，进入热待机模式。当并网双向变流器进入热待机模式后，若并网双向变流器接收到用户下发的调制指令，同时并网双向变流器接收到用户下发的并网指令，则待并网双向变流器检测到并网开关断路器处于闭合状态并且电网电压正常时，并网双向变流器以电流源模式调制运行，进入并网模式；所述的电网电压正常指当前并网双向变流器采集到的电网电压的幅值不超过额定电压的80％-110％，并且电网电压的频率不超过47.5Hz-52.5Hz。当并网双向变流器进入并网模式后，若并网双向变流器检测到电网电压异常，即电网电压的幅值超过额定电压的80％-110％或者电网电压的频率超过47.5Hz-52.5Hz，则并网双向变流器停止调制，进入热待机模式；待并网双向变流器检测到并网开关断路器处于断开状态，并且接收到用户下发的离网指令后，并网双向变流器以电压源模式调制运行，进入离网模式，完成并网双向变流器在电网故障时刻由并网模式向离网模式切换的非计划离网过程；若电网电压正常时，并网双向变流器接收到用户下发的离网指令，则并网双向变流器需要先清除功率流动，待并网双向变流器运行功率为0后，并网双向变流器以电压源模式调制运行，进入离网模式，完成并网双向变流器由并网模式向离网模式切换的计划离网过程。当并网双向变流器进入离网模式后，若并网双向变流器检测到电网电压正常，即电网电压的幅值不超过额定电压的80％-110％，并且电网电压的频率不超过47.5Hz-52.5Hz，同时并网双向变流器检测到用户下发的并网指令，并且并网双向变流器检测到并网开关断路器处于闭合状态，则并网双向变流器停止调制，进入热待机模式，再以电流源模式调制运行，进入并网模式，完成并网双向变流器由离网模式向并网模式切换的过程。本专利技术在不更改系统一次设计和不增加硬件的前提下在并网双向变流器原有的能量双向流动完成储能电池的充放电的功能的基础上增加了并/离网双模式运行的功能。电网正常时，并网双向变流器工作在并网模式；电网故障时，切换至离网模式，维持负载的正常工作，待电网恢复后切换至并网模式。附图说明图1为应用本专利技术的系统拓扑；图2为本专利技术所述的并网双向变流器的双模式运行流程图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式进一步说明本专利技术。应用本专利技术的储能系统拓扑如图1所示，包括：10kV高压交流母线、箱式变压器T1、380V低压交流母线、并网双向变流器、电池组、负载、变压器高压侧断路器K1、并网开关断路器K2、负载侧断路器K3和变流器交流侧断路器K4。所述的箱式变压器T1的高压侧通过变压器高压侧断路器K1和10kV高压交流母线相连接，箱式变压器T1的低压侧通过并网开关路器K2和380V低压交流母线相连接，380V低压交流母线通过变流器交流侧断路器K4和并网双向变流器的交流侧相连接，变流器的直流侧和电池组相连接，同时，380V低压交流母线还通过负载侧断路器K3和负载相连接。本专利技术采用以下技术方案：储能系统的并网开关断路器K2的反馈信号通过并网双向变流器内部主控板的输入端口送入并网双向变流器，，当并网开关断路器K2闭合时，并网双向变流器接收到并网开关断路器K2的闭合状态反馈信号；当并网开关断路器K2断开时，并网双向变流器接收到并网开关断路器K2的断开状态反馈信号。所述的并网双向变流器内部的主控板采集并网开关断路器K2状态反馈信号、电网电压信号、并网双向变流器内部的直流断路器和交流接触器的状态，并网双向变流器根据上述信息及用户下发的指令判断并网双向变流器的运行模式。由于并网开关断路器K2为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能系统并网双向变流器并离网双模式方法，其特征在于，储能系统中并网开关断路器的反馈信号通过并网双向变流器内部主控板的输入端口送入并网双向变流器，当并网开关断路器闭合时，并网双向变流器接收到并网开关断路器的闭合状态反馈信号；当并网开关断路器断开时，并网双向变流器接收到并网开关断路器的断开状态反馈信号；所述的并网双向变流器根据采集的并网开关断路器状态反馈信号、电网电压信号、并网双向变流器内部的直流断路器和交流接触器的状态，以及用户下发的指令，判断并网双向变流器的运行模式。

【技术特征摘要】
1.一种储能系统并网双向变流器并离网双模式方法，其特征在于，储能系统中并网开关断路器的反馈信号通过并网双向变流器内部主控板的输入端口送入并网双向变流器，当并网开关断路器闭合时，并网双向变流器接收到并网开关断路器的闭合状态反馈信号；当并网开关断路器断开时，并网双向变流器接收到并网开关断路器的断开状态反馈信号；所述的并网双向变流器根据采集的并网开关断路器状态反馈信号、电网电压信号、并网双向变流器内部的直流断路器和交流接触器的状态，以及用户下发的指令，判断并网双向变流器的运行模式。2.按照权利要求1所述的储能系统并网双向变流器并离网双模式方法，其特征在于，所述的储能系统并网双向变流器的运行模式分为：冷待机、热待机、离网运行和并网运行；当并网双向变流器检测到并网双向变流器内部的直流断路器闭合，并网双向变流器进入冷待机模式后，若并网双向变流器接收到用户下发的闭合并网双向变流器内部交流接触器的指令，同时并网双向变流器检测到其内部的交流接触器处于断开状态，则闭合并网双向变流器内部的交流接触器，进入热待机模式；当并网双向变流器进入热待机模式后，若并网双向变流器接收到用户下发的调制指令，同时并网双向变流器接收到用户下发的并网指令，则待并网双向变流器检测到并网开关断路器处于闭合状态并且电网电压正常时，并网双向变流器以电流源模式调制运行，进入并网模式；所述的电网电压正常指...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琳，许洪华，
申请(专利权)人：北京科诺伟业科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11