[发明专利]一种储能装置离网运行时限制变压器励磁涌流的方法

说明书

本发明提供一种储能装置离网运行时限制变压器励磁涌流的方法，所述储能装置运行在离网电压源模式，所述储能装置包括变流器和电抗器，包括：获取所述储能装置的电流界限、电流瞬时值和电流瞬时值变化率，在装置电流瞬时值的绝对值大于电流界限或者电流瞬时变化率绝对值大于设定电流变化率的情况下，在变流器的输出端投入虚拟阻抗，其中，所述虚拟阻抗根据所述储能装置的额定相电压峰值、电网角频率、电抗器电抗和电流界限确定；在投入虚拟阻抗后，根据任意一相的参考电压瞬时值和所述虚拟阻抗上实际电压的差值计算该相的实际电压调制信号。本发明通过引入虚拟阻抗，可在不增加额外硬件成本的前提下限制励磁涌流。

技术领域

本发明属于储能电力电子技术领域，具体涉及一种储能装置离网运行时限制变压器励磁涌流的方法。

背景技术

随着新能源行的快速发展，储能装置已经成为了新能源电站的标配，除了可以提高太阳能风能发电的稳定性和持续性，储能装置的另一个重要功能是在微电网系统主电网失电的情况下，可以主动提供离网电压支撑。而在当储能装置运行在离网模式时，需要面对的一个问题就是如何减少以变压器励磁涌流为代表的冲击电流的影响。在变压器空载合闸的瞬间，由于铁芯饱和而产生很大的电流，此电流就是变压器励磁涌流，会产生一系列不良后果，导致变压器故障。常用储能装置的主电路为电力电子器件，其过流能力为过额定电流的2倍左右且通常保护电流幅值为额定电流的1.3倍，而励磁涌流的大小甚至可以达到额定电流的5~7倍。

一般情况，为限制冲击性负荷带来的不利影响，一般会在负载与电网之间增加缓冲电路减小冲击电流给变压器和储能装置的影响，例如缓冲电阻或变频装置，但该方法会增加额外硬件成本，同时增加装置占地面积以及电路的复杂程度。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种储能装置离网运行时限制变压器励磁涌流的方法，以解决上述技术问题。

本发明提供一种储能装置离网运行时限制变压器励磁涌流的方法，所述储能装置运行在离网电压源模式，所述储能装置包括变流器和电抗器，包括：

获取所述储能装置的电流界限、电流瞬时值和电流瞬时值变化率，在装置电流瞬时值的绝对值大于电流界限或者电流瞬时变化率绝对值大于设定电流变化率的情况下，在变流器的输出端投入虚拟阻抗，其中，所述虚拟阻抗根据所述储能装置的额定相电压峰值、电网角频率、电抗器电抗和电流界限确定；

在投入虚拟阻抗后，根据任意一相的参考电压瞬时值和所述虚拟阻抗上实际电压的差值计算该相的实际电压调制信号。

进一步的，所述电流界限为小于所述装置的电流保护界限且大于所述装置的额定电流峰值的预设电流值。

进一步的，所述虚拟阻抗根据以下公式确定：

U_p=R_v*I_v+ω*L* I_v，ω为所述电网角频率，R_v为所述虚拟阻抗，U_p为所述额定相电压峰值，L为所述电抗器电抗，I_v为所述电流界限。

进一步的，所述设定电流变化率根据以下公式确定：

ωI_v I_rU_p/L，ω为电网角频率，U_p为额定相电压峰值，L为电抗器电抗，I_v为电流界限，I_r为设定电流变化率，ω为电网角频率。

进一步的，所述方法还包括：若装置电流瞬时值的绝对值大于电流界限或者电流瞬时变化率大于设定电流变化率，则投入虚拟阻抗并增加四分之一电网周期的时间滞回，否则，设置虚拟阻抗为零。