一种多机并联变流器控制系统及控制方法与流程

本发明属于电化学储能控制，具体涉及一种多机并联变流器控制系统及控制方法。

背景技术：

1、随着“双碳”目标的提出及工作推进，在电力综合能源方向的新需求新要求日益增加，特别是新型零碳低碳楼宇、工业园要求电力综合能源的需要具备“源、网、荷、储”接入能力，为了能满足储能电站的发电需求，构建变流器多机并联结构来对储能系统进行扩容。

2、当变流器处在运行状态转热备用状态时，或者是变流器由热备用状态装运行状态时，由于变流器直流侧对地寄生电容大而出现并联变流器运行状态不同而产生的高频谐波环流问题，使整体系统运行稳定性降低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多机并联变流器控制系统及控制方法，用以解决变流器直流侧对地寄生电容大而出现并联变流器运行状态不同而产生的高频谐波环流，导致整体系统运行稳定性降低的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种多机并联变流器控制系统，包括与各个变流器对应的控制装置，每个控制装置均包括主控板和与该主控板连接的协调控制器，各个控制装置顺次连接，且连接方式为前一个控制装置的协调控制器与下一个控制装置的主控板连接，其中一个协调控制器为协调控制单元；

3、主控板用于检测其对应的变流器是否需要转入热备状态，并在对应的变流器需要转入热备状态时，向协调控制单元发送转热备请求；还用于在接收到协调控制单元下发的转热备指令/退出热备指令后，控制其对应的变流器转入热备状态/退出热备状态；

4、协调控制单元用于在接收到转热备请求后，向所有的主控板下发转热备指令，以使所有变流器转入热备状态；还用于在检测有变流器退出热备状态后，向其他变流器的主控板下发退出热备指令，以使所有变流器退出热备状态。

5、其有益效果为：本发明采用多级并联的方式控制变流器，在并联运行中，若单台变流器需要再热备状态时需要向协调控制单元发送转热备请求，协调控制单元收到所有变流器转热备请求时，统一发送转热备命令。当协调控制单元检测到系统中至少有一台变流器响应功率调度退出热备用时，向所有变流器发送退出热备状态指令，以此达到控制系统中的所有变流器能以同一种状态运行，避免因变流器直流侧对地寄生电容大而出现并联变流器运行状态不同而产生的高频谐波环流，导致整体系统运行稳定性降低的问题。

6、进一步地，若出现如下任一种工况，则变流器对应的主控板向协调控制单元发送转热备请求：变流器启动后一段时间没有收到功率指令；变流器功率调度由非零功率转为零功率指令；电池管理系统发送禁充禁放指令。

7、其有益效果为：通过变流器状态改变从而实现控制其能以同一种状态运行，避免因变流器直流侧对地寄生电容大而出现并联变流器运行状态不同而产生的高频谐波环流，导致整体系统运行稳定性降低的问题。

8、进一步地，若出现如下任一种工况，则表明有变流器退出热备状态：变流器在热备状态下接收到能量管理系统功率指令；变流器响应一次调频和源网荷；变流器故障消除重新退出热备状态。

9、其有益效果为：通过变流器状态改变从而实现控制其能以同一种状态运行，避免因变流器直流侧对地寄生电容大而出现并联变流器运行状态不同而产生的高频谐波环流，导致整体系统运行稳定性降低的问题。

10、进一步地，所有变流器转入热备状态前，每个变流器需满足转入热备状态的条件。

11、其有益效果为：每个变流器需满足转入热备状态的条件，进一步使变流器实现同一种状态运行。

12、进一步地，控制变流器退出热备状态时，该变流器对应的主控板用于先控制直流软启回路闭合，成功闭合后控制直流软启回路断开，并控制直流控制开关闭合，当变流器输出电压与电网电压同步后，控制交流控制开关闭合，以完成软启动；

13、其中，变流器的交流端通过交流控制开关用于连接交流电网，变流器的直流端通过直流控制开关用于连接电池，且直流软启回路与直流控制开关并联。

14、其有益效果为：退出热备时，采用上述方法可避免同一种状态运行变流器直流侧对地寄生电容大而出现并联变流器运行状态不同而产生的高频谐波环流问题。

15、为解决上述技术问题，本发明提供了一种多机并联变流器控制方法，采用如下控制方法：

16、若收到至少有一台变流器的转热备请求时，统一发送转热备指令，以使所有的变流器转入热备状态；

17、若检测到系统中有变流器退出热备状态时，统一发送退出热备指令，以使所有变流器退出热备状态。

18、其有益效果为：本发明采用多级并联的方式控制变流器，在并联运行中，若单台变流器需要再热备用状态时需要向协调控制单元发送转热备用请求，协调控制单元收到所有变流器转热备用请求时，统一发送转热备用命令。当协调控制单元检测到系统中至少有一台变流器响应功率调度退出热备用时，向所有变流器发送退出热备用状态指令，以此达到控制系统中的所有变流器能以同一种状态运行，避免因变流器直流侧对地寄生电容大而出现并联变流器运行状态不同而产生的高频谐波环流，导致整体系统运行稳定性降低的问题。

19、进一步地，若出现如下任一种工况，发送转热备请求：变流器启动后一段时间没有收到功率指令；变流器功率调度由非零功率转为零功率指令；电池管理系统发送禁充禁放指令。

20、其有益效果为：其有益效果为：通过变流器状态改变从而实现控制其能以同一种状态运行，避免因变流器直流侧对地寄生电容大而出现并联变流器运行状态不同而产生的高频谐波环流，导致整体系统运行稳定性降低的问题。

21、进一步地，若出现如下任一种工况，则表明有变流器退出热备状态：变流器在热备状态下接收到能量管理系统功率指令；变流器响应一次调频和源网荷；变流器故障消除重新退出热备状态。

22、其有益效果为：通过变流器状态改变从而实现控制其能以同一种状态运行，避免因变流器直流侧对地寄生电容大而出现并联变流器运行状态不同而产生的高频谐波环流，导致整体系统运行稳定性降低的问题。

23、进一步地，所有变流器转入热备状态前，每个变流器需满足转入热备状态的条件。

24、其有益效果为：每个变流器需满足转入热备状态的条件，进一步使变流器实现同一种状态运行。

技术特征：

1.一种多机并联变流器控制系统，其特征在于，包括与各个变流器对应的控制装置，每个控制装置均包括主控板和与该主控板连接的协调控制器，各个控制装置顺次连接，且连接方式为前一个控制装置的协调控制器与下一个控制装置的主控板连接，其中一个协调控制器为协调控制单元；

2.根据权利要求1所述的多机并联变流器控制系统，其特征在于，若出现如下任一种工况，则变流器对应的主控板向协调控制单元发送转热备请求：变流器启动后一段时间没有收到功率指令；变流器功率调度由非零功率转为零功率指令；电池管理系统发送禁充禁放指令。

3.根据权利要求1所述的多机并联变流器控制系统，其特征在于，若出现如下任一种工况，则表明有变流器退出热备状态：变流器在热备状态下接收到能量管理系统功率指令；变流器响应一次调频和源网荷；变流器故障消除重新退出热备状态。

4.根据权利要求1所述的多机并联变流器控制系统，其特征在于，所有变流器转入热备状态前，每个变流器需满足转入热备状态的条件。

5.根据权利要求1-4任一项所述的多机并联变流器控制系统，其特征在于，控制变流器退出热备状态时，该变流器对应的主控板用于先控制直流软启回路闭合，成功闭合后控制直流软启回路断开，并控制直流控制开关闭合，当变流器输出电压与电网电压同步后，控制交流控制开关闭合，以完成软启动；

6.一种多机并联变流器控制方法，其特征在于，采用如下控制方法：

7.根据权利要求6所述的多机并联变流器控制方法，其特征在于，若出现如下任一种工况，则发送转热备请求：变流器启动后一段时间没有收到功率指令；变流器功率调度由非零功率转为零功率指令；电池管理系统发送禁充禁放指令。

8.根据权利要求6所述的多机并联变流器控制方法，其特征在于，若出现如下任一种工况，则表明有变流器退出热备状态：变流器在热备状态下接收到能量管理系统功率指令；变流器响应一次调频和源网荷；变流器故障消除重新退出热备状态。

9.根据权利要求6-8任一项所述的多机并联变流器控制方法，其特征在于，所有变流器转入热备状态前，每个变流器需满足转入热备状态的条件。

技术总结
本发明属于电化学储能控制技术领域，具体涉及一种多机并联变流器控制系统及控制方法，在并联运行中，若单台变流器需要再进入热备用状态时需要向协调控制单元发送转热备用请求，协调控制单元收到所有变流器转热备用请求时，统一发送转热备用命令。当协调控制单元检测到系统中至少有一台变流器响应功率调度退出热备用时，向所有变流器发送退出热备用状态指令，以此达到控制系统中的所有变流器能以同一种状态运行，避免因变流器直流侧对地寄生电容大而出现并联变流器运行状态不同而产生的高频谐波环流问题。

技术研发人员：周小哲,刘刚,孙健,任静,范书豪,李建伟,黄小有,刘重洋
受保护的技术使用者：河南许继电力电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12