一种基于多储能变流器的微电网离网转并网的预同步装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于多储能变流器的微电网离网转并网的预同步装置，各储能变流器的本地控制器连接至微网中央控制器，其中，所述本地控制器协同所述微网中央控制器以大电网的角频率和电压为目标对微网母线的电压和角频率进行调节，在所述微网母线与所述大电网的角频率偏差和电压偏差小于预设值之后，协同所述微网中央控制器以大电网的相位为目标对微网母线的相位进行调节，在所述微网母线与所述大电网的角频率偏差、电压偏差、相位偏差三者均小于预设值之后，将所述微网并入所述大电网中。

A pre synchronization device for off grid to grid micro grid based on multi energy storage converter

【技术实现步骤摘要】
一种基于多储能变流器的微电网离网转并网的预同步装置
本技术主要涉及微电网控制领域，尤其涉及一种多储能变流器的微电网离网转并网的预同步装置。
技术介绍
微网中，分布式电源通常是通过基于电力电子技术的能量转换装置(PowerConverterSystem，PCS)进行电能转换后接入微网中进行能量交换的。能量转换装置包括DC/AC，DC/DC等多种形式。对于稳态运行下能量转换装置的控制策略，主要分为以输出有功功率/无功功率为目标的PQ控制模式、提供稳定交流母线电压支撑为目标的Vf控制模式，以及根据传统发电机输出有功功率/频率以及无功功率/电压之间的线性关系而引申而来的下垂控制模式等。微电网中传统的下垂控制模式有以下不足：(1)下垂控制模式多以逆变器出口电压为控制目标，由于线路电压跌落的原因，会导致能量转换装置的机端输出电压不稳定，其参考电压很难维持在统一幅值上，直接影响了微网母线电压的稳定性，导致电能质量降低。(2)在多个逆变器连接到微网母线的情况下，由于各个分布式电源到公共连接点的线路长度不一致，则分布式电源的连线阻抗之间存在差异，导致无功功率不能合理分配。(3)微网可以从离网运行转换为与外部大电网并网运行，但微网和大电网之间的电压和相位会出现偏差，在不恰当的时刻从离网运行转换为并网运行会产生较大的冲击电流。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种基于多储能变流器的微电网离网转并网的预同步装置，以使微网能稳定从离网运行转换为并网运行。为解决上述技术问题，本技术的一方面提供了一种基于多储能变流器的微电网离网转并网的预同步装置，所述预同步装置包括微网中央控制器，各所述储能变流器包括依次连接的直流电源、三相逆变电路、滤波电感和滤波电容，所述滤波电容通过变压器连接至微电网的公共母线，各所述储能变流器连接有本地控制器，各储能变流器的本地控制器连接至微网中央控制器，其中，所述本地控制器协同所述微网中央控制器以大电网的角频率和电压为目标对微网母线的电压和角频率进行调节，在所述微网母线与所述大电网的角频率偏差和电压偏差小于预设值之后，协同所述微网中央控制器以大电网的相位为目标对微网母线的相位进行调节，在所述微网母线与所述大电网的角频率偏差、电压偏差、相位偏差三者均小于预设值之后，将所述微网并入所述大电网中。在本技术的一实施例中，所述本地控制器协同所述微网中央控制器以大电网的角频率和电压为目标对微网母线的电压和角频率进行调节包括：所述微网中央控制器根据微网公共母线的电压和角频率计算有功功率和无功电流的调节量，并将有功功率和无功电流的调节量按照分配系数发送给各储能变流器的本地控制器；各所述本地控制器根据分配的有功功率调节量和无功电流调节量调整所述三相逆变电路的电动势e，直至所述微网公共母线的电压和角频率与大电网的电压和角频率之间的偏差小于预设值。在本技术的一实施例中，所述本地控制器包括下垂控制器和双环控制器；所述下垂控制器根据分配的无功电流调节量对储能变流器的目标输出电压Ucref进行下垂控制，以及根据分配的的有功功率调节量对储能变流器的目标输出角频率ωref进行下垂控制；所述双环控制器根据所述滤波电感的输出电流i1、所述下垂控制器的目标输出的电压Ucref和目标输出角频率ωref生成驱动信号，所述储能变流器根据所述驱动信号调整所述三相逆变电路的电动势e。在本技术的一实施例中，各所述本地控制器按照对应的储能变流器的容量从大到小根据分配的有功功率调节量和无功电流调节量调整所述三相逆变电路的电动势e。在本技术的一实施例中，所述微网中央控制器根据微网公共母线的电压和角频率计算有功功率和无功电流的调节量所采用的公式为：ΔPM＝(kω1+kω2/s)*(ωG-ωM)ΔIQ＝(ku1+ku2/s)*(UG-UM)其中，ΔPM表示有功功率的总调节量，kω1表示公共母线频率PI控制器的比例系数，kω2/s表示公共母线频率PI控制器的积分系数，ωG表示大电网的角频率，ωM表示微网公共母线的角频率，ΔIQ表示无功电流的总调节量，ku1表示公共母线电压PI控制器的比例系数，ku2/s表示公共母线电压PI控制器的积分系数，UG表示大电网的电压，UM表示微网公共母线的电压。在本技术的一实施例中，所述本地控制器协同所述微网中央控制器以大电网的相位为目标对微网母线的相位进行调节包括：对微网公共母线电压UM以大电网的相位为参考进行abc/dq变换得到UMd和UMq，以0为目标对UMq进行调节。与现有技术相比，本技术具有以下优点：当微网从离网运行转换为与外部大电网并网运行时，通过对微网电压、频率和相位进行调节控制，使得母线电压、频率和相位满足并网的要求，微网能稳定从离网运行转换为并网运行。附图说明为让本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细说明，其中：图1是根据本技术一实施例的多储能变流器的微电网结构示意图；图2是根据本技术一实施例的微电网离网转并网的预同步装置的逻辑框图；图3是两机并联的微电网的结构示意图；图4A为图3中的微电网离网转并网过程中公共母线频率的示意图；图4B为图3中的微电网离网转并网过程中在[1s，1.5s]公共母线电压的波形示意图；图4C为图3中的微电网离网转并网过程中在[2s，2.5s]区间公共母线电压的波形示意图；图5A为图3中的微电网的两台储能变流器联合输出有功功率变化的波形示意图；图5B为图3中的微电网的两台储能变流器联合输出无功功率变化的波形示意图；图6是根据本技术的一实施例的储能变流器的示意图；图7是根据本技术的一实施例的双环控制器的逻辑框图；图8是根据本技术的另一实施例的双环控制器的逻辑框图。具体实施方式为让本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多储能变流器的微电网离网转并网的预同步装置，所述预同步装置包括微网中央控制器，各所述储能变流器包括依次连接的直流电源、三相逆变电路、滤波电感和滤波电容，所述滤波电容通过变压器连接至微电网的公共母线，各所述储能变流器连接有本地控制器，各储能变流器的本地控制器连接至微网中央控制器，/n其中，所述本地控制器协同所述微网中央控制器以大电网的角频率和电压为目标对微网母线的电压和角频率进行调节，在所述微网母线与所述大电网的角频率偏差和电压偏差小于预设值之后，协同所述微网中央控制器以大电网的相位为目标对微网母线的相位进行调节，在所述微网母线与所述大电网的角频率偏差、电压偏差、相位偏差三者均小于预设值之后，将所述微网并入所述大电网中。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多储能变流器的微电网离网转并网的预同步装置，所述预同步装置包括微网中央控制器，各所述储能变流器包括依次连接的直流电源、三相逆变电路、滤波电感和滤波电容，所述滤波电容通过变压器连接至微电网的公共母线，各所述储能变流器连接有本地控制器，各储能变流器的本地控制器连接至微网中央控制器，
其中，所述本地控制器协同所述微网中央控制器以大电网的角频率和电压为目标对微网母线的电压和角频率进行调节，在所述微网母线与所述大电网的角频率偏差和电压偏差小于预设值之后，协同所述微网中央控制器以大电网的相位为目标对微网母线的相位进行调节，在所述微网母线与所述大电网的角频率偏差、电压偏差、相位偏差三者均小于预设值之后，将所述微网并入所述大电网中。


2.如权利要求1所述的预同步装置，其特征在于，所述本地控制器协同所述微网中央控制器以大电网的角频率和电压为目标对微网母线的电压和角频率进行调节包括：所述微网中央控制器根据微网公共母线的电压和角频率计算有功功率和无功电流的调节量，并将有功功率和无功电流的调节量按照分配系数发送给各储能变流器的本地控制器；
各所述本地控制器根据分配的有功功率调节量和无功电流调节量调整所述三相逆变电路的电动势e，直至所述微网公共母线的电压和角频率与大电网的电压和角频率之间的偏差小于预设值。


3.如权利要求2所述的预同步装置，其特征在于，所述本地控制器包括下垂控制器和双环控制器；
所述下垂控制器根据分配的无功电流调节量对储能变流器的目标输出电压Ucref进行下垂控制，以及根...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚力强，何斌，朱佳琪，丁利民，李冉，赵钧儒，
申请(专利权)人：上海申能新动力储能研发有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31