基于蓄电池的新型无功补偿方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于蓄电池的新型无功补偿方法及系统，包括：步骤S1:采用无功监测设备实时监测无功需求参数信息，当无功需求达到无功补偿阈值时转至步骤S2；步骤S2:采用蓄电池组内的换流器进行功率调节，调节蓄电池功率因数，进入无功补偿区；步骤S3：采用微网系统监测设备监测系统电压情况、无功缺额情况，当电压水平恢复，无功充足时，转至步骤S4；步骤S4:蓄电池的换流器进行功率控制，同时监测蓄电池SOC水平，根据蓄电池状态决定下一阶段充放电运行情况，调节蓄电池功率因数，进入充电区或者放电区。本发明专利技术给出了蓄电池系统充放电及无功补偿的运行区域，标定了蓄电池系统变流器的设计容量。设计容量。设计容量。

【技术实现步骤摘要】
基于蓄电池的新型无功补偿方法及系统


[0001]本专利技术涉及无功补偿
，具体地，涉及一种基于蓄电池的新型无功补偿方法及系统。

技术介绍

[0002]随着新能源技术和微电网技术的发展，微电网的结构和运行方式越发多样化，对于含有大型电动机的微电网，在电动机启动时，需要大量的无功功率建立转子磁场，因此需要无功补偿设备对微电网进行无功补偿，以维持微电网的安全稳定运行。
[0003]目前，常用的无功补偿设备主要有同步调相机、静止无功补偿器、静止无功发生器。其中，同步调相机常常运行在过励状态，励磁电流较大，损耗和发热现象也较为严重，大容量的调相机需要采用氢气冷却；静止无功补偿器种类繁多，但是都引入了许多电力电子器件，容易造成系统内的谐波污染；静止无功发生器的电压等级和容量受到IGBT器件性能限制，适合较低电压和较小规模下使用。此外，引入专门的无功补偿设备对于建设微电网而言，增加了经济成本。
[0004]目前，大部分微电网内都配置有储能设备，最典型的储能设备是蓄电池。蓄电池作为优质的可控电源和可控负荷，能够根据系统状态，灵活地调节功率。蓄电池对功率的调节作用体现在两方面，当系统内波动性电源提供的有功功率大于负荷需要的有功功率时，蓄电池吸收功率，当系统内负荷需要的有功功率小于各类电源提供的有功功率时，蓄电池处于放电状态，对微电网提供有功支撑。目前，对于蓄电池的运用主要集中在有功功率的调节方面，对于蓄电池无功调节能力的开发较少，如果能够运用蓄电池的无功调节能力，对含有大型电动机的微电网进行无功补偿，那就可以减少微电网建设中对于专用无功补偿设备的投资，同时保证微电网运行时的安全性。
[0005]蓄电池运行的功率圆如图1所示，分为充电区、放电区和无功补偿区。功率圆上的运行点满足式如下：
[0006][0007]蓄电池运行在充电区和放电区时，功率因数较高，因此提供和消耗的无功功率都很少，无法作为无功补偿设备在大型电机设备启动时对微电网进行无功支撑。蓄电池运行功率圆上的无功补偿区具备无功补偿的能力，但是当前的蓄电池很少运行在这一状态，因此，微电网中蓄电池的无功补偿能力有待挖掘。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于蓄电池的新型无功补偿方法及系统。
[0009]根据本专利技术提供的一种基于蓄电池的新型无功补偿方法，包括：
[0010]步骤S1:采用无功监测设备实时监测无功需求参数信息，当无功需求达到无功补偿阈值时转至步骤S2；
[0011]步骤S2:采用蓄电池组内的换流器进行功率调节，调节蓄电池功率因数，进入无功补偿区；
[0012]步骤S3：采用微网系统监测设备监测系统电压情况、无功缺额情况，当电压水平恢复，无功充足时，转至步骤S4；
[0013]步骤S4:蓄电池的换流器进行功率控制，同时监测蓄电池SOC水平，根据蓄电池状态决定下一阶段充放电运行情况，调节蓄电池功率因数，进入充电区或者放电区。
[0014]优选地，所述步骤S1包括：
[0015]步骤S1.1：微电网正常运行时，SOC监测设备监测蓄电池的荷电状态，获取蓄电池荷电状态监测信息；
[0016]优选地，所述步骤S2包括：
[0017]步骤S2.1：根据蓄电池荷电状态监测信息，当SOC足够放电运行且系统内无功缺额时蓄电池通过换流器的控制器调节蓄电池放电的功率因数，进入无功补偿区
[0018]优选地，所述步骤S4包括：
[0019]步骤S4.1：根据蓄电池荷电状态监测信息，当SOC过低且系统不存在有功缺额时对蓄电池进行充电，进入充电区；
[0020]步骤S4.2：根据蓄电池荷电状态监测信息，当SOC足够放电运行且系统存在有功缺额时蓄电池对系统进行供电，进入放电区；
[0021]优选地，步骤S2包括：
[0022]步骤S2.2：蓄电池处于无功补偿区时，无功监测设备实施监测无功水平参数，当无功需求低于蓄电池进行无功补偿的阈值时，蓄电池通过换流器的控制器调节蓄电池功率因数，切出无功补偿区，结合SOC水平和系统有功水平判断进入充电区、放电区还是停机状态。
[0023]根据本专利技术提供的一种基于蓄电池的新型无功补偿系统，包括：
[0024]模块M1:采用无功监测设备实时监测无功需求参数信息，当无功需求达到无功补偿阈值时转至模块M2；
[0025]模块M2:采用蓄电池组内的换流器进行功率调节，调节蓄电池功率因数，进入无功补偿区；
[0026]模块M3：采用微网系统监测设备监测系统电压情况、无功缺额情况，当电压水平恢复，无功充足时，转至模块M4；
[0027]模块M4:蓄电池的换流器进行功率控制，同时监测蓄电池SOC水平，根据蓄电池状态决定下一阶段充放电运行情况，调节蓄电池功率因数，进入充电区或者放电区。
[0028]优选地，所述模块M1包括：
[0029]模块M1.1：微电网正常运行时，SOC监测设备监测蓄电池的荷电状态，获取蓄电池荷电状态监测信息；
[0030]优选地，所述模块M2包括：
[0031]模块M2.1：根据蓄电池荷电状态监测信息，当SOC足够放电运行且系统内无功缺额时蓄电池通过换流器的控制器调节蓄电池放电的功率因数，进入无功补偿区
[0032]优选地，所述模块M4包括：
[0033]模块M4.1：根据蓄电池荷电状态监测信息，当SOC过低且系统不存在有功缺额时对蓄电池进行充电，进入充电区；
[0034]模块M4.2：根据蓄电池荷电状态监测信息，当SOC足够放电运行且系统存在有功缺额时蓄电池对系统进行供电，进入放电区；
[0035]优选地，模块M2包括：
[0036]模块M2.2：蓄电池处于无功补偿区时，无功监测设备实施监测无功水平参数，当无功需求低于蓄电池进行无功补偿的阈值时，蓄电池通过换流器的控制器调节蓄电池功率因数，切出无功补偿区，结合SOC水平和系统有功水平判断进入充电区、放电区还是停机状态。
[0037]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0038]1、本专利技术拓展了新的蓄电池运行区——无功补偿区，提供无功支撑；
[0039]2、本专利技术给出了蓄电池系统充放电及无功补偿的运行区域，标定了蓄电池系统变流器的设计容量。
[0040]3、本专利技术通过开发蓄电池的新运行状态——无功补偿区，开发了蓄电池的无功补偿能力，降低了电网对专用无功补偿设备的经济投资，同时提高了蓄电池的利用率。
附图说明
[0041]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0042]图1为本专利技术设备连接示意图。
[0043]图2为本专利技术
技术介绍
中蓄电池运行功率圆示意图。
[0044]图3为本专利技术蓄电池内部结构示意图。
[0045]图4为本专利技术实施例中的系统流程示意图。
具体实施方式
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于蓄电池的新型无功补偿方法，其特征在于，包括：步骤S1:实时监测无功需求参数信息，当无功需求达到无功补偿阈值时转至步骤S2；步骤S2：进行功率调节，调节蓄电池功率因数，进入无功补偿区；步骤S3：监测设备监测系统电压情况、无功缺额情况，当电压水平恢复，无功充足时，转至步骤S4；步骤S4：进行功率控制，同时监测蓄电池SOC水平，根据蓄电池状态决定下一阶段充放电运行情况，调节蓄电池功率因数，进入充电区或者放电区。2.根据权利要求1所述的基于蓄电池的新型无功补偿方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S1.1：微电网正常运行时，SOC监测设备监测蓄电池的荷电状态，获取蓄电池荷电状态监测信息。3.根据权利要求2所述的基于蓄电池的新型无功补偿方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤S2.1：根据蓄电池荷电状态监测信息，当SOC足够放电运行且系统内无功缺额时蓄电池通过换流器的控制器调节蓄电池放电的功率因数，进入无功补偿区。4.根据权利要求2所述的基于蓄电池的新型无功补偿方法，其特征在于，所述步骤S4包括：步骤S4.1：根据蓄电池荷电状态监测信息，当SOC过低且系统不存在有功缺额时对蓄电池进行充电，进入充电区；步骤S4.2：根据蓄电池荷电状态监测信息，当SOC足够放电运行且系统存在有功缺额时蓄电池对系统进行供电，进入放电区。5.根据权利要求2所述的基于蓄电池的新型无功补偿方法，其特征在于，步骤S2包括：步骤S2.2：蓄电池处于无功补偿区时，无功监测设备实施监测无功水平参数，当无功需求低于蓄电池进行无功补偿的阈值时，蓄电池通过换流器的控制器调节蓄电池功率因数，切出无功补偿区。6.一种基于蓄...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱蕾蕾，王斌，李小鹏，程化南，徐静，赵赢，付毅，解大，周楠，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：