一種大容量儲能系統(tǒng)中多儲能變流器離網(wǎng)無線并列運行方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體的涉及含分布式電源及多儲能變流器的微電網(wǎng)控制技術(shù)，適用于大容量儲能系統(tǒng)多儲能變流器離網(wǎng)并列運行控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能發(fā)電及風力發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速，且容量越來越大；然而太陽能發(fā)電和風力發(fā)電天生具有間歇性、不穩(wěn)定性和不可控性等缺點，若直接并網(wǎng)將會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，儲能系統(tǒng)能平抑這種間歇式能源的波動性，減小其對電網(wǎng)的影響，使其特性趨于可控制的“電網(wǎng)友好型”。由于儲能系統(tǒng)的加入，太陽能發(fā)電和風力發(fā)電可以與儲能系統(tǒng)一起獨立運行，為負荷供電。
[0003]儲能系統(tǒng)主要由儲能元件、儲能變流器、管理系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)四部分組成，儲能變流器(PCS)是儲能系統(tǒng)的核心設(shè)備。分布式電源的容量越來越大，儲能系統(tǒng)的容量也要隨之增加，但由于技術(shù)原因PCS的容量很難做大，因此在大容量儲能系統(tǒng)中采用多PCS并聯(lián)運行的方式來提高系統(tǒng)獨立運行時的容量。
[0004]目前多PCS并聯(lián)運行多采用集中控制或主從控制方式。集中控制方式的優(yōu)點是控制簡單，而且多PCS間無環(huán)流；缺點是對集中控制器的可靠性要求高，一旦集中控制器出現(xiàn)問題，整個系統(tǒng)無法運行，而且系統(tǒng)運行模式單一，擴容困難。主從控制方式取消了集中控制器，避免了由于集中控制器問題導致系統(tǒng)無法運行的情況；但主從控制方式需要選擇一臺PCS作為主機，導致系統(tǒng)中主電源容量過低，抗負荷波動能力變差；雖然可以切換主機，但切換過程需要停電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出了大容量儲能系統(tǒng)中多儲能變流器離網(wǎng)無線并列運行方法。本發(fā)明兼顧了集中控制和主從控制的特點，采用分布式控制方式，擴容方便，做到了 PCS的即插即用。
[0006]本發(fā)明的具體實現(xiàn)方案如下:
[0007]一種大容量儲能系統(tǒng)中多儲能變流器離網(wǎng)無線并列運行方法，其特征在于:
[0008]各儲能變流器間無互聯(lián)線，分別通過變壓器并聯(lián)至儲能系統(tǒng)的交流母線，每臺儲能變流器獨立采集各自交流側(cè)的三相電壓和三相電流、獨立控制；所述大容量儲能系統(tǒng)離網(wǎng)運行時，各儲能變流器采用下垂控制；根據(jù)光伏發(fā)電、風力發(fā)電及負荷情況有選擇性的使各儲能變流器轉(zhuǎn)為離網(wǎng)工作模式或退出離網(wǎng)工作模式；根據(jù)各儲能元件的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換對應(yīng)儲能變流器的工作模式。
[0009]一種大容量儲能系統(tǒng)中多儲能變流器離網(wǎng)無線并列運行方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
[0010](I)將各儲能變流器交流側(cè)分別通過變壓器并聯(lián)至儲能系統(tǒng)交流母線，直流側(cè)分別連接對應(yīng)的儲能元件；各儲能變流器采用下垂控制，獨立采集交流側(cè)三相電壓和三相電流、獨立控制，各儲能變流器間無互連線；
[0011](2)所述大容量儲能系統(tǒng)離網(wǎng)運行時，若儲能元件出現(xiàn)異常，則立刻停機檢修；否則進入步驟⑶；
[0012](3)所述大容量儲能系統(tǒng)離網(wǎng)運行時，儲能元件電量低于額定電量的10%，若此時儲能變流器處于充電狀態(tài)，則保持當前運行狀態(tài)，否則轉(zhuǎn)為充電狀態(tài)給儲能元件充電；若儲能元件電量高于10%進入步驟(4)；
[0013](4)所述大容量儲能系統(tǒng)離網(wǎng)運行時，儲能元件電量高于額定電量的90%，若此時儲能變流器處于放電狀態(tài)，則保持當前運行狀態(tài)，否則轉(zhuǎn)為放電狀態(tài)給儲能元件放電；若儲能元件電量低于90%進入步驟(5)；
[0014](5)所述大容量儲能系統(tǒng)離網(wǎng)運行時，若儲能變流器輸出功率低于額定功率的5%則退出離網(wǎng)運行；否則進入步驟(6);
[0015](6)所述大容量儲能系統(tǒng)離網(wǎng)運行時，若儲能變流器的輸出功率高于額定功率的95 %，若此時有備用儲能變流器則將其投入運行分擔功率，最終使各儲能變流器輸出功率均小于額定功率的95% ;否則進入步驟(7);
[0016](7)所述大容量儲能系統(tǒng)離網(wǎng)運行時，若儲能變流器的輸出功率高于額定功率的95%且無備用儲能變流器時，需要根據(jù)儲能變流器狀態(tài)調(diào)整風力發(fā)電和光伏發(fā)電功率:
[0017]若儲能系統(tǒng)處于充電狀態(tài)，應(yīng)當減小光伏、風力發(fā)電功率使儲能變流器的輸出功率小于額定功率的95% ；
[0018]若儲能系統(tǒng)處于放電狀態(tài)，并且此時光伏和風機發(fā)電功率可以增加，則增加風機、光伏發(fā)電功率，否則切除負荷以保證儲能變流器的安全可靠運行。
[0019]本發(fā)明通過下垂控制可使各儲能變流器獨立進行離網(wǎng)控制，方便擴容，增加了系統(tǒng)配置的靈活性及多樣性，提高了系統(tǒng)運行的可靠性；根據(jù)各儲能元件的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換對應(yīng)儲能變流器的工作模式，對于電量過高的儲能元件轉(zhuǎn)為有功無功解耦控制(P/Q控制)，對其進行放電使電量保持在合理的范圍內(nèi)；對于電量過低的儲能元件對其進行充電；儲能元件異常時停機，對相應(yīng)的儲能元件進行檢修；提高了儲能元件的使用壽命。
[0020]本發(fā)明的有益效果
[0021]本發(fā)明實現(xiàn)了儲能系統(tǒng)中多儲能變流器的并聯(lián)運行，通過合理配置儲能系統(tǒng)中離網(wǎng)運行的儲能變流器的容量增加了多電源系統(tǒng)供電的可靠性。
[0022]本發(fā)明通過分布式控制實現(xiàn)了各PCS獨立離網(wǎng)運行，增加了系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性，使離網(wǎng)運行時主電源的擴容變得簡單、可靠。
[0023]本發(fā)明通過合理配置PCS的工作模式，提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，延長了儲能元件的使用壽命。
[0024]本發(fā)明中各PCS間無互聯(lián)線，控制方法具有普適性。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明大容量儲能系統(tǒng)主回路示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明大容量儲能系統(tǒng)中多儲能變流器離網(wǎng)無線并列運行方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面根據(jù)說明書附圖并結(jié)合具體實施案例對本發(fā)明的技術(shù)方案進一步詳細表述。
[0028]圖1為本發(fā)明大容量儲能系統(tǒng)主回路示意圖。儲能系統(tǒng)、太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、負荷