基于载波同步的储能变流器离网并联电路及其控制方法技术

本发明专利技术属于储能变流器控制领域，提供了一种基于载波同步的储能变流器离网并联的控制方法及系统，包括包括多台储能变流器，其中，多台所述储能变流器包括一台主机储能变流器和多台从机储能变流器；所述主机储能变流器的三相交流侧和其他储能变流器的三相交流侧并联，每台所述储能变流其的三相直流侧和其他储能变流器的三相直流侧并联；所述主机储能变流器的主机控制单元通过互联线与其他储能变流器的控制单元连接在一起；所述互联线连接的同步信号分为载波同步信号、频率同步信号、启停同步信号以及通讯信号；本发明专利技术以载波同步技术代替隔离变压器消除变流器并联运行时的载波环流，采用下垂控制的方式来抑制变流器并联运行时的基波环流。时的基波环流。时的基波环流。

【技术实现步骤摘要】
基于载波同步的储能变流器离网并联电路及其控制方法


[0001]本专利技术属于储能变流器控制
，具体涉及一种基于载波同步的储能变流器离网并联电路及其控制方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]当储能变流器由于容量不够需要多台并联运行时或采用多个储能变流器模块组成更大容量时都会涉及到多个储能变流器并联离网运行的问题。通常的做法是先将储能变流器交流侧和直流侧进行电气隔离以消除变流器运行时的载波环流，然后采用一定的控制方式减小变流器之间的基波环流以达到各个储能变流器离网运行时输出功率均衡的目的。
[0004]以上方法虽然能有效抑制储能变流器离网运行时的环流，但是由于需要变压器进行电气隔离，因此使储能变流器的成本上升，装置的体积增大，严重影响了储能系统组建的灵活性。同时变压器的使用降低了储能变流器系统效率，增加了能源的浪费。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于载波同步的储能变流器离网并联电路及其控制方法，本专利技术主要用来解决多个储能变流器在采用交流侧和直流侧直接并联离网运行时输出存在环流的问题，该方法能有效减小不同储能变流器之间的载波和基波环流，实现多个变流器电流均衡输出的目的。
[0006]根据一些实施例，本专利技术的第一方案提供了一种基于载波同步的储能变流器离网并联电路，采用如下技术方案：
[0007]基于载波同步的储能变流器离网并联电路，包括多台储能变流器，其中，多台所述储能变流器包括一台主机储能变流器和多台从机储能变流器；
[0008]所述主机储能变流器的三相交流侧和其他储能变流器的三相交流侧并联，每台所述储能变流其的直流侧和其他储能变流器的直流侧并联；
[0009]所述主机储能变流器的主机控制单元通过互联线与其他储能变流器的控制单元连接在一起；所述互联线连接的信号分为载波同步信号、频率同步信号、启停同步信号以及通讯信号。
[0010]进一步地，所述储能变流器包括依次连接的断路器、LCL滤波单元以及逆变功率单元；所述断路器、LCL滤波单元以及逆变功率单元均与控制单元连接；
[0011]所述储能变流器采用一字型三电平拓扑。
[0012]进一步地，所述载波同步信号通过主机控制单元的EXTSYNCOUT端口向所有储能变流器发出；
[0013]所述载波同步信号的上升沿触发所有储能变流器的控制单元的PWM模块比较单元计数器，从而保证所有从机储能变流器与主机储能变流器载波信号的同步。
[0014]进一步地，所述频率同步信号通过主机控制单元向所有从机储能变流器发出，所有从机储能变流器获取频率同步信号提取相位以及频率信息实现从机储能变流器和主机储能变流器基波信号的同步，所有储能变流器在频率同步信号的基础上进行频率下垂控制实现有功功率的均分。
[0015]进一步地，所述启停同步信号通过主机控制单元向所有从机储能变流器发出；
[0016]所述启停同步信号的上升沿作为并联的所有储能变流器的启动或停止的触发信号，从而保证所有从机储能变流器和主机储能变流器同时启动或停止。
[0017]根据一些实施例，结合第一方案所述的基于载波同步的储能变流器离网并联电路，本专利技术的第二方案提供了一种基于载波同步的储能变流器离网并联电路的控制方法，采用如下技术方案：
[0018]基于载波同步的储能变流器离网并联电路的控制方法，包括：
[0019]采用载波同步的方式消除储能变流器并联运行时的载波环流；
[0020]针对储能变流器离网并联电路，采用有功调压无功调频的双环下垂控制方式抑制基波环流。
[0021]进一步地，所述载波同步包括基于载波同步信号控制储能变流器的载波信号同步，具体为：
[0022]从机储能变流器的控制单元获取主机储能变流器的主机控制单元发发出的载波同步信号，以所述载波同步信号的上升沿作为从机储能变流器的控制单元 PWM模块比较单元计数器的触发信号，控制从机储能变流器和主机储能变流器载波信号的同步。
[0023]进一步地，所述载波同步还包括利用频率同步信号控制所有储能变流器的基波信号同步以及利用启停同步信号控制所有储能变流器同时启动或停止；
[0024]所述利用频率同步信号控制所有储能变流器的基波信号同步，具体为：从机储能变流器的控制单元获取主机储能变流器的主机控制单元发出的频率同步信号，提取频率同步信号的相位以及频率信息控制从机变流器的基波信号与主机储能变流器的基波信号同步；
[0025]所述利用启停同步信号控制所有储能变流器同时启动或停止，具体为：从机储能变流器的控制单元获取主机储能变流器的主机控制单元发出的启停同步信号，以所述启停同步信号的上升沿作为启动或停止的触发信号，控制从机储能变流器与主机储能变流器同时启动或停止。
[0026]进一步地，针对储能变流器离网并联电路，采用有功调压无功调频的双环下垂控制方式抑制基波环流，包括：
[0027]获取变流器内感侧三相电流和变流器输出三相电压，并分别对变流器内感侧三相电流和变流器输出三相电压进行dq变换，得到内感侧电流的d轴分量和 q轴分量以及输出电压的d轴分量和q轴分量；
[0028]获取内感侧电流的d轴分量与有功下垂系数的乘积、给定电压以及输出电压的d轴分量的差值并进行PI运算；PI运算完成后再对PI运算结果和内感侧电流的d轴分量与d轴电感电流反馈系数的乘积的差值进行PI运算，得到d轴调节电压；
[0029]获取输出电压的q轴分量与零向电压的差值并进行PI运算，PI运算完成后再对PI运算结果和内感侧电流的q轴分量与q轴电感电流反馈系数的乘积的差值进行PI运算，得到
q轴调节电压；
[0030]将d轴调节电压和q轴调节电压进行dq逆变换，并结合载波同步信号，得到PWM三相控制信号。
[0031]进一步地，针对储能变流器离网并联电路，采用有功调压无功调频的双环下垂控制方式抑制基波环流，还包括：
[0032]获取变流器内感侧三相电流、变流器输出三相电压和变流器输出负载电流，并分别对变流器内感侧三相电流、变流器输出三相电压以及变流器输出负载电流进行dq变换，得到内感侧电流的d轴分量和q轴分量、输出电压的d轴分量和q轴分量以及输出负载电流的d轴分量和q轴分量；
[0033]获取内感侧电流的d轴分量与有功下垂系数的乘积、给定电压、输出负载电流的d轴分量与虚拟阻抗系数的乘积以及输出电压的d轴分量的差值并进行 PI运算；PI运算完成后再对PI运算结果和内感侧电流的d轴分量与d轴电感电流反馈系数的乘积的差值进行PI运算，得到d轴调节电压；
[0034]获取输出电压的q轴分量、输出负载电流的q轴分量与虚拟阻抗系数的乘积以及零向电压的差值并进行PI运算，PI运算完成后再对PI运算结果和内感侧电流的q轴分量与q轴电感电流反馈系数的乘积的差值进行PI运算，得到q轴调节电压；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于载波同步的储能变流器离网并联电路，其特征在于，包括多台储能变流器，其中，多台所述储能变流器包括一台主机储能变流器和多台从机储能变流器；所述主机储能变流器的三相交流侧和其他储能变流器的三相交流侧并联，每台所述储能变流其的直流侧和其他储能变流器的直流侧并联；所述主机储能变流器的主机控制单元通过互联线与其他储能变流器的控制单元连接在一起；所述互联线连接的信号分为载波同步信号、频率同步信号、启停同步信号以及通讯信号。2.如权利要求1所述的基于载波同步的储能变流器离网并联电路，其特征在于，所述储能变流器包括依次连接的断路器、LCL滤波单元以及逆变功率单元；所述断路器、LCL滤波单元以及逆变功率单元均与控制单元连接；所述储能变流器采用一字型三电平拓扑。3.如权利要求1所述的基于载波同步的储能变流器离网并联电路，其特征在于，所述载波同步信号通过主机控制单元的EXTSYNCOUT端口向所有储能变流器发出；所述载波同步信号的上升沿触发所有储能变流器的控制单元的PWM模块比较单元计数器，从而保证所有从机储能变流器与主机储能变流器载波信号的同步。4.如权利要求1所述的基于载波同步的储能变流器离网并联电路，其特征在于，所述频率同步信号通过主机控制单元向所有从机储能变流器发出，所有从机储能变流器获取频率同步信号提取相位以及频率信息实现从机储能变流器和主机储能变流器基波信号的同步，所有储能变流器在频率同步信号的基础上进行频率下垂控制实现有功功率的均分。5.如权利要求1所述的基于载波同步的储能变流器离网并联电路，其特征在于，所述启停同步信号通过主机控制单元向所有从机储能变流器发出；所述启停同步信号的上升沿作为并联的所有储能变流器的启动或停止的触发信号，从而保证所有从机储能变流器和主机储能变流器同时启动或停止。6.如权利要求1
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5任一项所述的基于载波同步的储能变流器离网并联电路的控制方法，其特征在于，包括：采用载波同步的方式消除储能变流器并联运行时的载波环流；针对储能变流器离网并联电路，采用有功调压无功调频的双环下垂控制方式抑制基波环流。7.如权利要求6所述的基于载波同步的储能变流器离网并联电路的控制方法，其特征在于，所述载波同步包括基于载波同步信号控制储能变流器的载波信号同步，具体为：从机储能变流器的控制单元获取主机储能变流器的主机控制单元发发出的载波同步信号，以所述载波同步信号的上升沿作为从机储能变流器的控制单元PWM模块比较单元计数器的触发信号，控制从机储能变流器和主机储能变流器载波信号的同步。8.如权利要求6所述的基于载波同步的储能变流器离网并联电路的控制方法，其特征在于，所述载波同步还包括利用频率同步信号控制所有储能变流器的基波信号同步以及利用启停同步信号控制所有储能变...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁玉华，刘爱忠，曹同利，黄德旭，孙永亮，孙久军，贾增东，李志高，任士康，
申请(专利权)人：山东鲁软数字科技有限公司智慧能源分公司，
类型：发明
国别省市：