儲能逆變器雙模無縫智能切換系統(tǒng)及其切換方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種儲能逆變器雙模無縫智能切換系統(tǒng)，其特征在于，包括：儲能式逆變器、DSP、并網(wǎng)開關(guān)，儲能式逆變器一端與DSP連接，另一端與并網(wǎng)開關(guān)連接。本發(fā)明還公開了儲能逆變器雙模無縫智能切換方法。本發(fā)明通過接觸器實現(xiàn)并離網(wǎng)儲能逆變器的雙模智能切換，實現(xiàn)了孤島工況和并網(wǎng)工況的無縫切換，同時確保在兩種運行模式切換過程中沒有電流、電壓的瞬時過沖，有效保護了用電設(shè)備免受損壞。
【專利說明】
儲能逆變器雙模無縫智能切換系統(tǒng)及其切換方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電力控制系統(tǒng)，具體涉及一種儲能逆變器雙模無縫智能切換系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種儲能逆變器雙模無縫智能切換方法。本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的無縫切換技術(shù)大多選用雙向晶閘管作為并網(wǎng)開關(guān)，晶閘管相對于接觸器來說開通速度更快，但成本更高，且驅(qū)動電路復(fù)雜。并離網(wǎng)切換過程中的過渡模式，即電流源獨立模式。這種控制模式在帶載切換情況下可有效減小電流沖擊，但是由于需要檢測負(fù)載電流，所以在空載和輕載并網(wǎng)時存在缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種儲能逆變器雙模無縫智能切換系統(tǒng)及其切換方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)成本高、驅(qū)動電路復(fù)雜、而且在空載和負(fù)載很小的情況存在難以檢測負(fù)載電流的技術(shù)問題。。
[0004]為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
儲能逆變器雙模無縫智能切換系統(tǒng)，其特征在于，包括:儲能式逆變器、DSP、并網(wǎng)開關(guān)，儲能式逆變器一端與DSP連接，另一端與并網(wǎng)開關(guān)連接。
[0005]前述的儲能逆變器雙模無縫智能切換系統(tǒng)，其特征在于，儲能式逆變器包括儲能式逆變器控制器，由儲能式逆變器控制器來從DSP獲取運行指令，然后向并網(wǎng)接觸器發(fā)出更改開關(guān)狀態(tài)指令。
[0006]前述的儲能逆變器雙模無縫智能切換系統(tǒng)，其特征在于，并網(wǎng)開關(guān)包括并網(wǎng)接觸器，所述并網(wǎng)接觸器包括接觸器輔助觸點、接觸器主觸點，通過檢測檢測接觸器輔助觸點的開關(guān)狀態(tài)，可實時判斷接觸器主觸點開關(guān)狀態(tài)，從而及時切換控制模式。
[0007]儲能逆變器雙模無縫智能切換方法，其特征在于，包括如下步驟:
步驟一:孤島運行正常情況下，儲能逆變器控制器接受到并網(wǎng)指令后開始進行離網(wǎng)到并網(wǎng)工況的切換準(zhǔn)備；
步驟二:儲能逆變器控制器判斷當(dāng)前情況是否滿足并網(wǎng)要求的電氣條件，如滿足并網(wǎng)要求的電氣條件，儲能逆變器控制器給并網(wǎng)接觸器發(fā)出控制閉合邏輯命令；
步驟三:儲能逆變器控制器檢測接觸器輔助觸點的開關(guān)邏輯來判斷是否閉合，如已經(jīng)閉合則控制策略由電壓源轉(zhuǎn)為并網(wǎng)工況下的電流源控制，儲能逆變器的工況由孤島轉(zhuǎn)為并網(wǎng)。
[0008]前述的儲能逆變器雙模無縫智能切換方法，其特征在于，并網(wǎng)要求的電氣條件包括輸出功率、光伏MPPT功率、負(fù)載功率、儲能電池SOC狀態(tài)。
[0009]儲能逆變器雙模無縫智能切換方法，其特征在于，包括如下步驟:
步驟一:儲能逆變器控制器在并網(wǎng)狀況下得到孤島運行指令后，儲能逆變器控制器給并網(wǎng)接觸器發(fā)出斷開指令，當(dāng)接觸器斷開后此時物理上是孤島狀態(tài)，但是控制策略保持并網(wǎng)的電流源控制模式；
步驟二:儲能逆變器控制器判斷接觸器輔助觸點是否斷開，如果檢測到接觸器輔助觸點已斷開，儲能逆變器控制由電流源轉(zhuǎn)變成電壓源控制，系統(tǒng)進入孤島運行狀態(tài)。
[0010]本發(fā)明的有益之處在于:本發(fā)明通過接觸器實現(xiàn)并離網(wǎng)儲能逆變器的雙模智能切換，實現(xiàn)了孤島工況和并網(wǎng)工況的無縫切換，同時確保在兩種運行模式切換過程中沒有電流、電壓的瞬時過沖，有效保護了用電設(shè)備免受損壞。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明儲能逆變器雙模無縫智能切換系統(tǒng)的架構(gòu)圖。
[0012]圖2是本發(fā)明儲能逆變器雙模無縫智能切換方法流程圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。
[0014]參照圖1所示，本發(fā)明隨著包括風(fēng)能和太陽能在內(nèi)的可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，越來越多的分布式發(fā)電系統(tǒng)不僅可以接入公共電網(wǎng)來獲得經(jīng)濟利益，同時還可以孤島發(fā)電給本地負(fù)載供電。而對于分布式發(fā)電系統(tǒng)中的電力電子裝置而言，其未來的發(fā)展方向一定是“即插即用”的，即需要變換器同時具備并網(wǎng)發(fā)電和孤島發(fā)電兩種功能，這就是所謂的“獨立/并網(wǎng)雙模式逆變器” ο本實施例中簡稱雙模式逆變器、儲能式逆變器。
[0015]雙模式逆變器的控制涉及到兩個方面:一是控制策略的選擇，由DSP程序控制；二是運行模式的選擇，由并網(wǎng)開關(guān)狀態(tài)決定。當(dāng)逆變器并網(wǎng)運行時，并網(wǎng)開關(guān)閉合，由于電網(wǎng)電壓不受控，此時逆變器只控制輸入電流，稱為“電流型控制”；當(dāng)逆變器孤島運行時，并網(wǎng)開關(guān)斷開，此時控制逆變器輸出電壓，電流由所帶負(fù)載決定，故稱為“電壓型控制”。所以雙模式逆變器的控制需要綜合考慮DSP控制策略和并網(wǎng)開關(guān)控制，如圖1所示。儲能逆變器雙模無縫智能切換系統(tǒng)，其特征在于，包括:儲能式逆變器、DSP、并網(wǎng)開關(guān)，儲能式逆變器一端與DSP連接，另一端與并網(wǎng)開關(guān)連接。
[0016]儲能式逆變器包括儲能式逆變器控制器，由儲能式逆變器控制器來從DSP獲取運行指令，然后向并網(wǎng)接觸器發(fā)出更改開關(guān)狀態(tài)指令。
[0017]儲能式逆變器包括儲能式逆變器控制器，具體由儲能式逆變器控制器來從DSP獲取運行指令，然后向并網(wǎng)接觸器發(fā)出更改開關(guān)狀態(tài)指令。
[0018]對于雙模式逆變器的無縫切換控制，本發(fā)明采用“并網(wǎng)開關(guān)先切換，控制策略后切換”的原則。通過檢測接觸器輔助觸點的開關(guān)狀態(tài)，可實時判斷接觸器主觸點開關(guān)狀態(tài)，從而及時切換控制模式。以孤島狀態(tài)切換到并網(wǎng)狀態(tài)為例，當(dāng)系統(tǒng)接收到并網(wǎng)命令且滿足并網(wǎng)條件時，DSP首先控制并網(wǎng)開關(guān)閉合，而控制策略仍然保持孤島時的電壓型控制。當(dāng)系統(tǒng)檢測到接觸器輔助觸點閉合后立即轉(zhuǎn)變控制模式，由電壓型控制轉(zhuǎn)為電流型控制。也就是，在給接觸器閉合信號和檢測到接觸器輔助觸點閉合這段時間(即接觸器的響應(yīng)時間，大約60ms)，接觸器實際上并未閉合，故仍然采用電壓型控制模式，待檢測到輔助觸點閉合，立刻轉(zhuǎn)變控制模式為電流型控制，這樣可以有效地較少并網(wǎng)電流沖擊。
[0019]如圖2所示為雙模式逆變器模式切換的流程圖。在圖2中的(a)是孤島及離網(wǎng)模式切換到并網(wǎng)模式的工作流程;首先孤島運行正常情況下，儲能逆變器接受到并網(wǎng)指令后開始進行離網(wǎng)到并網(wǎng)工況的切換準(zhǔn)備;第一步儲能逆變器控制器判斷當(dāng)前情況是否滿足并網(wǎng)要求的電氣條件，如輸出功率、光伏MPPT功率、負(fù)載功率、儲能電池SOC狀態(tài)等電氣指標(biāo)，如滿足并網(wǎng)條件，儲能逆變器給并網(wǎng)接觸器發(fā)出控制閉合邏輯命令，此時物理上并網(wǎng)接觸器已經(jīng)閉合，但是控制策略依然保持離網(wǎng)時的電壓源控制，即此時表現(xiàn)為孤島和并網(wǎng)的兩種工況;然后控制器檢測接觸器輔助觸點的開關(guān)邏輯來判斷是否閉合，如已經(jīng)閉合則控制策略由電壓源轉(zhuǎn)為并網(wǎng)工況下的電流源控制，此時有孤島狀態(tài)到并網(wǎng)狀態(tài)的智能切換過程才全部完成，儲能逆變器的工況也有孤島(離網(wǎng))轉(zhuǎn)為并網(wǎng)。
[0020]圖2中的(b)所示是并網(wǎng)到孤島的切換工作流程，這個過程比孤島到并網(wǎng)要簡單一點，當(dāng)儲能逆變器控制器在并網(wǎng)狀況下得到孤島運行指令后，控制器給并網(wǎng)接觸器發(fā)出斷開指令，當(dāng)接觸器斷開后此時物理上是孤島狀態(tài)，但是控制策略保持并網(wǎng)的電流源控制模式，然后控制器判斷接觸器輔助觸點是否斷開，如果檢測到接觸器輔助觸點已斷開，儲能逆變器控制有電流源轉(zhuǎn)變成電壓源控制，此時由并網(wǎng)狀態(tài)到孤島狀態(tài)的切換過程全部完成，系統(tǒng)進入孤島運行狀態(tài)。
[0021]由此，本發(fā)明采用“并網(wǎng)開關(guān)先切換，控制策略后切換”的原則。通過檢測接觸器輔助觸點的開關(guān)狀態(tài)來判斷接觸器主觸點閉合斷開狀態(tài)，實現(xiàn)并離網(wǎng)雙模的實時切換控制。
[0022]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.儲能逆變器雙模無縫智能切換系統(tǒng)，其特征在于，包括:儲能式逆變器、DSP、并網(wǎng)開關(guān)，儲能式逆變器一端與DSP連接，另一端與并網(wǎng)開關(guān)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能逆變器雙模無縫智能切換系統(tǒng)，其特征在于，儲能式逆變器包括儲能式逆變器控制器，由儲能式逆變器控制器來從DSP獲取運行指令，然后向并網(wǎng)接觸器發(fā)出更改開關(guān)狀態(tài)指令。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲能逆變器雙模無縫智能切換系統(tǒng)，其特征在于，并網(wǎng)開關(guān)包括并網(wǎng)接觸器，所述并網(wǎng)接觸器包括接觸器輔助觸點、接觸器主觸點，通過檢測檢測接觸器輔助觸點的開關(guān)狀態(tài)，可實時判斷接觸器主觸點開關(guān)狀態(tài)，從而及時切換控制模式。4.儲能逆變器雙模無縫智能切換方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一:孤島運行正常情況下，儲能逆變器控制器接受到并網(wǎng)指令后開始進行離網(wǎng)到并網(wǎng)工況的切換準(zhǔn)備； 步驟二:儲能逆變器控制器判斷當(dāng)前情況是否滿足并網(wǎng)要求的電氣條件，如滿足并網(wǎng)要求的電氣條件，儲能逆變器控制器給并網(wǎng)接觸器發(fā)出控制閉合邏輯命令； 步驟三:儲能逆變器控制器檢測接觸器輔助觸點的開關(guān)邏輯來判斷是否閉合，如已經(jīng)閉合則控制策略由電壓源轉(zhuǎn)為并網(wǎng)工況下的電流源控制，儲能逆變器的工況由孤島轉(zhuǎn)為并網(wǎng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的儲能逆變器雙模無縫智能切換方法，其特征在于，并網(wǎng)要求的電氣條件包括輸出功率、光伏MPPT功率、負(fù)載功率、儲能電池SOC狀態(tài)。6.儲能逆變器雙模無縫智能切換方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一:儲能逆變器控制器在并網(wǎng)狀況下得到孤島運行指令后，儲能逆變器控制器給并網(wǎng)接觸器發(fā)出斷開指令，當(dāng)接觸器斷開后此時物理上是孤島狀態(tài)，但是控制策略保持并網(wǎng)的電流源控制模式； 步驟二:儲能逆變器控制器判斷接觸器輔助觸點是否斷開，如果檢測到接觸器輔助觸點已斷開，儲能逆變器控制由電流源轉(zhuǎn)變成電壓源控制，系統(tǒng)進入孤島運行狀態(tài)。
【文檔編號】H02J3/38GK106058910SQ201610020211
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年1月13日 公開號201610020211.0, CN 106058910 A, CN 106058910A, CN 201610020211, CN-A-106058910, CN106058910 A, CN106058910A, CN201610020211, CN201610020211.0
【發(fā)明人】李霖, 邱寶象, 黃建根, 林光鐘, 涂小林, 諶文思
【申請人】萬向錢潮股份有限公司, 萬向集團公司