一种储能变流器控制方法及装置与流程

本发明涉及变流器控制技术领域，特别涉及一种储能变流器控制方法及装置。

背景技术：

储能变流器可以控制电池组的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网的情况下可以直接为交流负载供电。一般来说，储能变流器包括双向变流器和控制单元，通过接收后台控制指令，根据功率指令的符号和大小控制变流器对电池进行充电和放电，实现对电网有功功率和无功功率的调节。

由于可以满足电站削峰填谷及峰谷电价差调节，平滑风能、太阳能输出，调节电网电能质量，支撑微电网系统的功能需求，所以储能变流器得到了大力推广。由于电网环境的差别，电网特别是微电网会出现一些电压抖动，短时的电网波动需要储能变流器能够顺利穿越，发出无功支撑电网，但是电压突变时经常伴随电流抖动，影响电网质量及设备寿命。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种储能变流器，通过采用滞后控制结合pi控制的混合控制方式，避免由于电网环境差别的电压突变及随之而来的电流抖动对电网设备的影响，减少高/低压穿越时的电流抖动，延长电网设备的寿命。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种储能变流器控制方法，包括如下步骤：

检测所述储能变流器的交流电压；

判断所述交流电压是否发生突变；

当所述交流电压发生突变时，通过滞后控制和pi控制调整所述储能变流器。

进一步地，所述判断所述交流电压是否发生突变包括：

判断所述交流电压是否由正常范围降低且低于所述第一预设电压值；或

判断所述交流电压是否由低电压范围升高且高于第二预设电压值。

进一步地，当所述交流电压由正常范围降低且低于第一预设电压值时，所述通过滞后控制和pi控制调整所述储能变流器，包括：

滞后控制：将所述储能变流器的无功电流设定为第一预设电流值，并持续第一预设时长；

pi控制：在所述第一预设时长后，将所述储能变流器的无功电流设定为第二预设电流值；

其中，所述第二预设电流值大于所述第一预设电流值。

进一步地，所述第二预设电流值与所述交流电压降低的数值正相关。

进一步地，所述第一预设时长为10ms。

进一步地，所述无功电流由所述第一预设电流值上升至所述第二预设电流值。

进一步地，当所述交流电压由低电压范围升高且高于第二预设电压值时，所述通过滞后控制和pi控制调整所述储能变流器，包括：

滞后控制：将所述储能变流器的有功电流设定为第三预设电流值，并持续第二预设时长；

pi控制：在所述第二预设时长后，将所述储能变流器的有功电流设定为第四预设电流值；

其中，所述第四预设电流值大于所述第三预设电流值。

进一步地，所述有功电流由所述第三预设电流值上升至所述第四预设电流值。

相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种储能变流器控制装置，包括：

检测模块，用于检测所述储能变流器的交流电压；

判断模块，用于判断所述交流电压是否发生突变；

控制模块，用于当所述交流电压发生突变时，通过滞后控制和pi控制调整所述储能变流器。

进一步地，所述判断模块包括：

第一判断单元，用于判断所述交流电压是否由正常范围降低且低于所述第一预设电压值；

第二判断单元，用于判断所述交流电压是否由低电压范围升高且高于第二预设电压值。

进一步地，所述控制模块包括：

第一控制子模块，用于当所述交流电压由正常范围降低且低于第一预设电压值时，通过滞后控制和pi控制调整所述储能变流器；

所述第一控制子模块包括：

第一控制单元，用于将所述储能变流器的无功电流设定为第一预设电流值，并持续第一预设时长；

第二控制单元，用于在所述第一预设时长后，将所述储能变流器的无功电流设定为第二预设电流值；

其中，所述第二预设电流值大于所述第一预设电流值。

进一步地，所述第二预设电流值与所述交流电压降低的数值正相关。

进一步地，所述第一预设时长为10ms。

进一步地，所述无功电流由所述第一预设电流值上升至所述第二预设电流值。

进一步地，所述控制模块还包括：

第二控制子模块，用于当所述交流电压由低电压范围升高且高于第二预设电压值时，通过滞后控制和pi控制调整所述储能变流器；

所述第二控制子模块包括：第三控制单元和第四控制单元；

所述第三控制单元用于将所述储能变流器的有功电流设定为第三预设电流值，并持续第二预设时长；

所述第四控制单元用于在所述第二预设时长后，将所述储能变流器的有功电流设定为第四预设电流值；

其中，所述第四预设电流值大于所述第三预设电流值。

进一步地，所述有功电流由所述第三预设电流值上升至所述第四预设电流值。

本发明实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述任一储能变流器控制方法。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现上述任一储能变流器控制方法。

本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

在交流电压突变即突然降低至第一预设电压值时或由低压区突然升高至第二预设电压值时，通过采用滞后控制与pi控制的混合控制方式，克服了由于电网环境差别带来的电压突变及相应的电流抖动所带来的电流冲击，减少高/低压穿越时的电流抖动，保证高/低压穿越时电压和电流的平稳过度，延长电网设备的寿命。

附图说明

图1是本发明实施例提供的储能变流器控制方法原理图；

图2是本发明实施例提供的储能变流器控制方法流程图；

图3是本发明实施例提供的储能变流器控制方法的测试波形图；

图4是本发明实施例提供的储能变流器控制装置的模块图；

图5是本发明实施例提供的识别模块的示意图；

图6是本发明实施例提供的控制模块的示意图；

图7是本发明实施例提供的第一控制子模块的示意图；

图8是本发明实施例提供的第二控制子模块的示意图。

附图标记：

1、检测模块，2、判断模块，21、第一判断单元，22、第二判断单元，3、控制模块，31、第一控制子模块，311、第一控制单元，312、第二控制单元，32、第二控制子模块，321、第三控制单元，322、第四控制单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1是本发明实施例提供的储能变流器控制方法原理图。

图1为一种储能变流器控制方法原理图，包括检测模块、判断模块、控制模块、脉冲生成模块。检测模块主要监测交流电压uac并把交流电压uac送至比较模块，把送至控制模块。比较模块根据检测到的交流电压uac判断是否进入低传逻辑及是否退出低穿逻辑。控制模块根据比较模块结果选择控制模式，并把控制结果输出给脉冲生成模块。如果比较模式结果为进入低穿逻辑，则执行模式二控制，即滞后控制加pi控制；否则执行模式一控制，即pi控制。如果比较模式结果为从低穿逻辑中退出，则执行模式二控制，否则执行模式一控制。脉冲生成模块根据控制模块输出结果通过svpwm控制算法生成脉冲，控制储能变流器igbt通断。

图2是本发明实施例提供的储能变流器控制方法流程图。

请参照图1和图2，本发明实施例的第一方面提供了一种储能变流器控制方法，包括如下步骤：

s100，检测储能变流器的交流电压uac。

s200，判断交流电压uac是否发生突变。

s300，当交流电压uac发生突变时，通过滞后控制和pi控制调整储能变流器。

本发明实施例中的储能变流器的控制方法结合滞后控制和pi控制两种控制方式，在储能变流器正常运行时，采用模式一(即pi控制)控制储能变流器，接受电站调度；在监测到交流电压uac低于预设值即刚进入低压穿越时，采用模式二(即滞后控制结合pi控制)控制，抑制电网不稳造成的电流冲击。当低压穿越期间交流电压uac稳定后，仍采用模式一控制，储能变流器提供无功电流支撑电网。当交流电压uac大于预设值即刚出低压穿越时，采用模式二控制，抑制电网不稳造成的电流冲击，当交流电压uac稳定后，采用模式一控制，继续接受电站调度。

步骤s200中判断交流电压uac是否发生突变包括：判断交流电压uac是否由正常范围突然降低且低于第一预设电压值uac-level1；或者,判断交流电压uac是否由低电压范围突然升高且高于第二预设电压值uac-level2。

在本发明实施例的一个实施方式中，当交流电压uac由正常范围突然降低且低于第一预设电压值uac-level1时，通过滞后控制和pi控制调整储能变流器，包括：滞后控制，将储能变流器的无功电流设定为第一预设电流值iq-ref1，并持续第一预设时长td1；pi控制，在第一预设时长td1后，将储能变流器的无功电流设定为第二预设电流值iq-ref2。其中，第二预设电流值iq-ref2大于第一预设电流值iq-ref1。

具体的，第二预设电流值iq-ref2与交流电压uac降低的数值正相关。

可选的，第一预设时长td1为10ms。

可选的，无功电流按照第一预设斜率由第一预设电流值iq-ref1按照第一预设增速上升至第二预设电流值iq-ref2。

在本发明实施例的另一个实施方式中，当交流电压uac由低电压范围突然升高且高于第二预设电压值uac-level2时，通过滞后控制和pi控制调整储能变流器，包括：滞后控制，将储能变流器的有功电流设定为第三预设电流值id-ref3，并持续第二预设时长td2；pi控制，在第二预设时长td2后，将储能变流器的有功电流设定为第四预设电流值id-ref4；其中，第四预设电流值id-ref4大于第三预设电流值id-ref3。

可选的，有功电流按照第二预设斜率由第三预设电流值id-ref3按照第二预设增速上升至第四预设电流值id-ref4。

图3是本发明实施例提供的储能变流器控制方法的测试波形图。

图3为交流电压uac突降至40％时的测试波形图，其中通道1为交流电压uac，通道4为交流电流。由图3可知，其上半部分为低压穿越整体测试波形图，下半部分为退出低压穿越时局部放大图。当交流电压恢复时，交流有功电流设定为第三预设电流值id-ref3，在电压突变时，没有产生冲击。

图4是本发明实施例提供的储能变流器控制装置的模块图。

请参照图4，本发明实施例的第二方面提供了一种储能变流器控制装置，包括：检测模块1、识别模块2和控制模块3。检测模块1用于检测储能变流器的交流电压uac。识别模块2用于判断交流电压uac是否发生突变。控制模块3用于当交流电压uac发生突变时，通过滞后控制和pi控制调整储能变流器。

图5是本发明实施例提供的识别模块的示意图。

请参照图5，可选的，识别模块2包括：第一识别单元21和第二识别单元22。第一识别单元21用于判断交流电压uac是否由正常范围突然降低且低于第一预设电压值uac-level1。第二识别单元22用于判断交流电压uac是否由低电压范围突然升高且高于第二预设电压值uac-level2。

图6是本发明实施例提供的控制模块的示意图。

图7是本发明实施例提供的第一控制子模块的示意图。

图8是本发明实施例提供的第二控制子模块的示意图。

请参照图6，可选的，控制模块3包括：第一控制子模块31。第一控制子模块31用于当交流电压uac由正常范围突然降低且低于第一预设电压值uac-level1时，通过滞后控制和pi控制调整储能变流器。

请参照图7，第一控制子模块31包括：第一控制单元311和第二控制单元312。第一控制单元311用于将储能变流器的无功电流设定为第一预设电流值iq-ref1，并持续第一预设时长td1。第二控制单元312用于在第一预设时长td1后，将储能变流器的无功电流设定为第二预设电流值iq-ref2。其中，第二预设电流值iq-ref2大于第一预设电流值iq-ref1。

可选的，第二预设电流值iq-ref2与交流电压uac降低的数值正相关。

可选的，第一预设时长td1为10ms。

可选的，无功电流由第一预设电流值iq-ref1按照第一预设增速上升至第二预设电流值iq-ref2。

可选的，控制模块3还包括：第二控制子模块32。第二控制子模块32用于当交流电压uac由低电压范围突然升高且高于第二预设电压值uac-level2时，通过滞后控制和pi控制调整储能变流器。

请参照图8，第二控制子模块32包括：第三控制单元321和第四控制单元322。第三控制单元321用于将储能变流器的有功电流设定为第三预设电流值id-ref3，并持续第二预设时长td2。第四控制单元322用于在第二预设时长td2后，将储能变流器的有功电流设定为第四预设电流值id-ref4。其中，第四预设电流值id-ref4大于第三预设电流值id-ref3。

可选的，有功电流由第三预设电流值id-ref3按照第二预设增速上升至第四预设电流值id-ref4。

本发明实施例的第三方面还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器连接的存储器；其中，存储器存储有可被一个处理器执行的指令，指令被一个处理器执行，以使至少一个处理器执行上述任一储能变流器控制方法。

本发明实施例的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现上述任一储能变流器控制方法。

本发明实施例旨在保护一种储能变流器控制方法及装置，上述方法包括：检测储能变流器的交流电压；判断交流电压是否发生突变；当交流电压发生突变时，通过滞后控制和pi控制调整储能变流器。上述技术方案具备如下效果：

在交流电压突变即突然降低至第一预设电压值时或由低压区突然升高至第二预设电压值时，通过采用滞后控制与pi控制的混合控制方式，克服了由于电网环境差别带来的电压突变及相应的电流抖动所带来的电流冲击，减少高/低压穿越时的电流抖动，保证高/低压穿越时电压和电流的平稳过度，延长电网设备的寿命。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。