[发明专利]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及方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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及方法。

背景技术

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(PowerConverter System，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。

发明内容

本发明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及方法，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，本发明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。

在本发明的一实施例中，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。