[发明专利]一种PCS离网模式的电压、电流源并联系统及方法

说明书

本发明公开了一种PCS离网模式的电压、电流源并联系统及方法，通过主从竞争竞争出主机和从机，主机根据输出电压计算系统负载总电流，并给从机下发需要的电流给定，各模块联动为一个整体，负载动态响应提升；主机将自身相位通过同步脉冲发给从机，从机再进行锁相，保证了各模块之间的无相位延时，锁相角度作为DQZ变换的定向角度，保证了各模块在同一个DQZ坐标系中；主机通过高速通信传输DQZ电流幅值信息，由于DQZ变换将交流变为直流，对于通信传输产生的延时耐受度增强，电流给定在一轮传输过程中变化小，从机接收信息一致，保证了并机均流度；本方法可增强并机稳定性和可靠性，提升了负载的动态响应，使得增加并机数量不受通信负载率的限制。

技术领域

本发明属于领域储能变流器领域，具体涉及一种PCS离网模式的电压、电流源并联系统及方法。

背景技术

储能变流器(PCS)可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。

常规的离网并联方法有电压源下垂并联法、电压源、电流源混合并联法，专利号为CN108933436B申请文件公开了一种直流电源并联系统，该系统包括多个可控制工作与电流元模式的直流电源模块，通过控制可工作与电流源模式的直流电源模块，使得并联直流电流系统成为电压源与电流源的组合，避免了直流电压源并联时的参数离散性对总体性能的影响，提高了系统动态响应；US10574064B2号专利申请公开了一种离网储能系统及控制方法，该系统由n个逆变器P1-n在交流侧并联，每个逆变器直流侧由独立的电池B1-n,P1是电压电流双环结构，P2-n是电流环结构，P2-n的电流给定为P1的电流给定加P2-n的校正值(改校正值促使B2-n的运行参数趋近与B1)；CN112688362A号专利申请公开了一种下垂控制的电压源并联方法，该方法中，电压源模块通过交流电压的幅值，频率下垂并联，并通过虚拟阻抗对下垂系数修正。

前2个专利文件均描述了电压源与电流源混合并联的方法，第三个则描述了电压源下垂并联法。第一个描述的是直流并联，依靠各模块检测电压，因为电压源并联特性，使得电压环被动饱和，进入电流源，会造成作为电压源的模块与电流源模块不定期变换，均流度不稳定，调节速度慢，也无法使用在交流并联上。第二个描述了一种储能并联控制系统和方法，这种逆变器加电池的储能结构是业界通用的结构，这种并联方法只是简单的让模块的电流给定作为其他模块的电流给定，再根据各模块电池的参数加以修正，缺乏系统之间的联系，离网运行的负载不固定，若系统之间无联系，各模块各自为政，及易造成各模块输出电流无计划，造成总体电流偏大或者偏小，从而造成输出电压偏离目标，且加卸载动态响应无法保证，而且未考虑交流并机各模块的相位如何同步问题，极易造成并联失败。第三个描述了下垂并联法，由于各模块是独立电压源，下垂法导致动态响应慢，稳态精度差，控制复杂，并机数量有限制。综上，现有技术中存在如下问题：电压源下垂并联法，动态响应慢，稳态精度差，并机数量有限制；电压源、电流源混合并联法，没有系统地计算各模块的并机电流，电流调节各自为政，容易出现系统电流与负载电流不匹配，造成输出电压不稳定；另外，各交流模块的相位无法实现同步。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种PCS离网模式的电压、电流源并联系统及方法，通过电压源和电流源混合的方式，可解决电压源并联因阻抗参数不同而引起的不均流以及并联系统不稳定的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术内容：

一种PCS离网模式的电压、电流源并联方法，包括步骤如下：

S1：利用主从竞争在多个PCS模块中竞争出一个PCS模块作为主机，其余PCS模块均为从机；

S2：主机根据自身电压相位角度发出相位同步信号，从机通过相位同步信号锁定主机相位，得到各自的锁相角度；

S3：主机控制系统基于DQZ变换输出电压幅值，通过电压环计算得出系统负载所需的输出电流给定；