06 储能双向逆变器(PCS)重要功能实验介绍.pdf

PCS 重要功能实验介绍 一、并离网切换控制 （ 1）主动离网 并网转离网无缝切换，当电网出现故障时，储能系统能够 快速识别并迅速切换到离网运行模式， 切换的时间应足够短， 最大限度地减少电 网故障对供电系统内负荷和电源的影响。 项目采用频率检测和幅值检测相结合的 方法综合判断和快速检测电网故障， 实现这种切换过程的平滑、 无冲击。 切换过 程如图 1 所示。 A相电压 A相电流 图 1 并网转离网主动方式切换波形图 （ 2）被动离网 并网转离网有缝切换，被动离网无缝切换控制策略 PCS 处于并网状态时，通过检测并网点 Vm 电压，当电压连续 N 个采样点发生电压 跌落或者上升超过阈值时， 即认为主网与微网断开或者主网故障， PCS 自动切换 到离网控制模式，同时，发出开出分闸接点跳开主网开关实现被动离网。 图 2 并网转离网被动方式切换波形图 二、同期并网切换控制 （ 1）被动同期并网控制 ，采用保护装置并网合闸的方式储能变流器从离 网到并网的切换过程中，实现控制模式从电压 /频率（ V/f）控制模式切换到恒功 率控制模式。 并网前储能变流器必须首先通过锁相环跟踪控制， 使变流器输出电 压在幅值、 频率和相位上都与电网电压匹配。 否则， 并网开关闭合时存在较大的 电压差，从而导致并网冲击电流过大，对变流器的安全造成威胁。 切换过程如图 3 所示， 采用同期保护装置并网合闸， PCS 收到同期并网干接 点后， 通过通讯接收保护装置发来的电网侧电压与频率， 调节电压频率， 保护装 置实时判断，当满足合闸条件后立即合闸， PCS 判断后进入待机状态。 图 3 离网转并网切换波形图 （ 2）自动同期并网控制 ，采用 PCS 自动判断同期点的方式该模式下不使 用同期保护装置， PCS 检测电网侧电压， 当接收监控系统发来同期命令后， 开始 跟踪电网侧电网相位， 当完成相位跟踪后， 立即开出并网合闸命令， 由相应的执 行开关合闸完成自动同期并网。 图 4 自动同期控制过程 二、离网带非线性负荷与消谐处理 当 PCS 带较大非线性负荷时，作为微网主电源时，采用 V/f 控制，输出电 压会产生严重畸变，如图 4，当微网不控制整流用电设备情况下， PCS 输出电压 电流波形。 图 4 离网非线性负荷， PCS 输出电压波形。 图 5 采用谐波抑制方法离网非线性负荷 PCS 输出电压波形 三、离网投切负荷 图 6 离网控制投入电容负荷波形 图 7 离网带载时，投切电抗器负荷波形 四、离网黑启动控制 图 8 冲击性负荷（ 7.5kW 电机）黑启动 图 9 冲击性及 20kW 阻性负荷黑启动 注绿色 DC 输出直流电压波形，紫色 PCS 输出电压 图 10 切除负荷（ 7.5kW 电机及 20kW 电阻） （绿色 DC 输出直流电压波形，紫色 PCS 输出电压） 五、多机并联试验 图 11表示两台 50kWPCS， 一台 100kWPCS 并联运行， 投入 36kW 可调 RLC 负载。此时三台 PCS 功率分别为 A 台 10.6kW， B 台 10.4kW， C 台 15kW。运 行工况为交流母线电压 220V，频率 49.85Hz。首先 C 台切出， A， B 两台功率 立即增大均分； 其后 C 台投入后， A， B 两台功率减小， 三台功率均分稳定运行。 电压波形 C台电流 B台电流 A台电流 图 11 三台 pcs 并联运行，其中一台 pcs 切出和投入试验波形 图 12 表示 A、 B、 C 三台带 36kW 电阻负荷并联运行，投入电动机负荷，冲 击电流较小，电压波动低，且三台 PCS 实现了冲击性负荷投入时的功率均分和 平稳运行。 电压波形 C台电流 B台电流 A台电流 图 12 A， B、 C 三台带电阻并联运行，启动电动机