一種級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺及其控制方法，通過模擬電池組工作特性和電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)的遙調(diào)指令，使級聯(lián)式儲能變流器具備了運行所需要的外部條件，可在不使用電池組情況下完成調(diào)試和檢測。其檢測平臺包括主控制器，用于向帶檢測的級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出有功、無功指令，以模擬級聯(lián)式儲能變流器從電網(wǎng)吸收的有功、無功功率變化；多副邊繞組變壓器，通過低壓側(cè)多個獨立的副邊繞組為若干PWM整流器供電；用于模擬電池組工作特性的若干PWM整流器；主控制器與多副邊繞組變壓器高壓側(cè)連接，多個副邊繞組和若干PWM整流器的交流側(cè)一一對應(yīng)相連，PWM整流器的直流側(cè)與級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊的直流側(cè)相連。
【專利說明】一種級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)和電能質(zhì)量控制技術(shù)，特別是一種級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電池技術(shù)和變流技術(shù)的不斷發(fā)展使得電池儲能變流裝置在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生了巨大的實用價值，電池儲能變流裝置可以根據(jù)調(diào)度部門的指令快速吸收和釋放電能，起到平滑電網(wǎng)波動和降低電網(wǎng)運行損耗的作用，除了能夠調(diào)節(jié)有功功率之外，還可以兼具無功功率調(diào)節(jié)的作用，從而提高了電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
[0003]在多種電池儲能變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，級聯(lián)式的方案具有諧波含量低、運行損耗低、動態(tài)響應(yīng)速度快等顯著優(yōu)點，因此出現(xiàn)了多種形式的級聯(lián)式儲能變流器方案。如今已有人提出鏈?zhǔn)絻δ茏兞髌鞯耐負(fù)浞桨负涂刂品椒?，作為級?lián)式儲能變流器方案；其特點是級聯(lián)儲能變流器的功率模塊都分為交流側(cè)和直流側(cè)，交流測均采用H橋結(jié)構(gòu)的變換器，同相的H橋依次相連，直流側(cè)采用不同的DC-DC變換器和儲能電池相連。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)主要解決的是級聯(lián)式儲能變流器的設(shè)計和控制的問題，對于裝置調(diào)試和檢驗則缺乏相應(yīng)的技術(shù)手段。又由于現(xiàn)有級聯(lián)式儲能變流器方案中，電池組體積龐大、價格高昂，因此在不使用電池組的情況下完成級聯(lián)式儲能變流器的調(diào)試和檢驗，對級聯(lián)式儲能變流器真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺及其控制方法，通過模擬電池組的工作特性和模擬電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)的遙調(diào)指令，使級聯(lián)式儲能變流器具備了運行所需要的外部條件，從而可以在不使用電池組的情況完成必要的調(diào)試和檢測工作。
[0006]本發(fā)明檢測平臺采用以下技術(shù)方案:一種級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺，包括:
[0007]—主控制器，用于向待檢測的級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出有功指令和無功指令，模擬電網(wǎng)的調(diào)度指令控制級聯(lián)式儲能變流器從電網(wǎng)吸收的有功功率及無功功率，同時控制檢測平臺的整體工作情況；
[0008]一多副邊繞組變壓器，用于將電網(wǎng)的高電壓進(jìn)行降壓，低壓側(cè)設(shè)有多個獨立的副邊繞組,通過多個獨立的副邊繞組為若干PWM整流器供電；
[0009]若干PWM整流器，用于模擬電池組的工作特性，與待檢測的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊進(jìn)行能量交換；
[0010]所述主控制器通過光纖與PWM整流器相連，通過通訊接口與待檢測的級聯(lián)式儲能變流器的控制器相連，所述多副邊繞組變壓器的低壓側(cè)的多個獨立的副邊繞組和若干PWM整流器的交流側(cè)一一對應(yīng)相連，PWM整流器的直流側(cè)與待檢測的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊的直流側(cè)相連。[0011]所述主控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)置有功功率最大值Pmax和有功調(diào)節(jié)時間T1，主控制器向級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出有功指令使其從電網(wǎng)吸收的有功功率的絕對值在T1內(nèi)在Pmax與零之間線性變化。所述主控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)置無功功率最大值Qmax和無功調(diào)節(jié)時間T2，主控制器向級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出無功指令使其從電網(wǎng)吸收的無功功率的絕對值在T2內(nèi)在Qmax與零之間線性變化。
[0012]優(yōu)選的，所述PWM整流器包括電抗器、電流傳感器、橋式換流電路及整流控制板；所述電抗器的進(jìn)線側(cè)為所述PWM整流器的交流側(cè)，經(jīng)過電流傳感器與對應(yīng)多副邊繞組變壓器的低壓側(cè)的副邊繞組相連，電抗器的出線側(cè)與橋式換流電路的輸入側(cè)相連；整流控制板與橋式換流電路相連，與電流傳感器相連；整流控制板與主控制器相連，用于控制PWM整流器的交流側(cè)無功電流為零，直流側(cè)直流電壓恒定。
[0013]優(yōu)選的，所述級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺還包括:隔離開關(guān)、主開關(guān)、旁路開關(guān)及限流電阻，隔離開關(guān)、主開關(guān)、限流電阻和多副邊繞組變壓器的高壓側(cè)依次串聯(lián)，旁路開關(guān)和限流電阻并聯(lián)。
[0014]本發(fā)明控制方法采用以下技術(shù)方案:基于上述級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺的控制方法，包括以下步驟:
[0015]S1、啟動所述級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺和級聯(lián)式儲能變流器，使PWM整流器進(jìn)入空載運行狀態(tài)，主控制器向待檢測的級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出運行指令；
[0016]S2、主控制器向待檢測的級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出有功指令和無功指令，完成級聯(lián)式儲能變流器功率調(diào)節(jié)功能的測試；
[0017]S3、主控制器向若干PWM整流器直流側(cè)發(fā)送電壓變化量，若干PWM整流器根據(jù)所接收的電壓變化量完成級聯(lián)式儲能變 流器的容差能力的測試；
[0018]S4、主控制器控制某一 PWM整流器直流側(cè)的電壓變化到該PWM整流器的工作區(qū)間之外，完成級聯(lián)式儲能變流器的電池組故障檢測功能的測試。
[0019]在一個優(yōu)選方案中，所述步驟S2包括以下步驟:
[0020]S21、在主控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)置有功功率最大值Pmax和有功調(diào)節(jié)時間T1，主控制器按照線性變化的原則向級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出有功指令，使級聯(lián)式儲能變流器從電網(wǎng)吸收的有功功率在O~T1的時間內(nèi)從零增加到PMX，在T1~2?\的時間內(nèi)從Pmax減小到零，在2?\~3?\的時間內(nèi)從零增加到-Pmax,在3?\~4?\的時間內(nèi)從-Pmax減小到零；
[0021]S22、在主控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)置無功功率最大值Qmax和無功調(diào)節(jié)時間T2,主控制器按照線性變化的原則向級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出無功指令，使級聯(lián)式儲能變流器從電網(wǎng)吸收的無功功率在O~T2的時間內(nèi)從零增加到Qmax,在T2~2T2的時間內(nèi)從Qmax減小到零，在2T2~3T2的時間內(nèi)從零增加到-Qmax,在3T2~4T2的時間內(nèi)從-Qmax減小到零。
[0022]在一個優(yōu)選方案中，所述步驟S3包括以下步驟:
[0023]S31、在主控制器內(nèi)設(shè)置若干PWM整流器直流側(cè)電壓的變化量，所設(shè)置的變化量發(fā)至PWM整流器的整流控制板，整流控制板接收后重新計算PWM整流器直流側(cè)電壓的目標(biāo)值，設(shè)置完畢后啟動所述級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺，各個PWM整流器直流側(cè)的電壓穩(wěn)定在設(shè)置變化量后的電壓值；
[0024]S32、返回步驟S2，并觀測級聯(lián)式儲能變流器對有功功率和無功功率的調(diào)節(jié)效果，如果調(diào)節(jié)效果正常，則適應(yīng)直流側(cè)的電壓偏差；繼續(xù)通過主控制器修改若干PWM整流器直流側(cè)電壓的目標(biāo)值，模擬功率傳輸過程中電池組出現(xiàn)的電壓波動，如果級聯(lián)式儲能變流器仍然準(zhǔn)確跟隨主控制器的有功指令和無功指令，則適應(yīng)直流側(cè)的電壓波動。
[0025]優(yōu)選的，所述步驟S4包括以下步驟:
[0026]S41、返回步驟S2，并通過主控制器調(diào)節(jié)某一個PWM整流器直流側(cè)的電壓目標(biāo)值，使PWM整流器直流側(cè)電壓值不斷升高或者降低到該PWM整流器的工作區(qū)間之外；級聯(lián)式儲能變流器的控制器檢測到該直流側(cè)電壓值的超限后啟動旁路功能，將直流電壓異常的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊和同級的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊一起切除；
[0027]S42、返回步驟S2，并通過主控制器發(fā)出閉鎖指令控制某一個PWM整流器停止工作，級聯(lián)式儲能變流器從電網(wǎng)吸收的有功功率將引起PWM整流器直流側(cè)電壓的突變；級聯(lián)式儲能變流器的控制器檢測到所述直流側(cè)電壓的突變后啟動旁路功能，將直流電壓異常的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊和同級的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊一起切除。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的一種級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺及其控制方法，具有以下優(yōu)點及有益效果:可以模擬電池組的工作特性為級聯(lián)式儲能變流器提供能量交換的途徑，包括模擬正常狀態(tài)下電池的電壓源特性、充放電過程中的電壓波動特性和各臺電池組經(jīng)過長期運行后出現(xiàn)電壓差異的特性；可以模擬電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)的運行指令控制級聯(lián)式儲能變流器，包括啟動指令、停止指令、有功功率指令和無功功率指令；可以模擬單臺電池組出現(xiàn)故障來檢驗級聯(lián)式儲能變流器旁路功能和保護(hù)功能。因此，在無需安裝價格高昂的電池組的情況下即可完成不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的級聯(lián)式儲能變流器的檢測，促進(jìn)了級聯(lián)式儲能變流器的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明級聯(lián)式儲能變流器測試平臺的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖2是PWM整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3是測試平臺與級聯(lián)式儲能變流器完成組裝后的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖4是主控制器控制有功功率的變化過程圖；
[0033]圖5是主控制器控制無功功率的變化過程圖。
【具體實施方式】
[0034]為了更好的理解本發(fā)明所公開的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0035]實施例
[0036]本發(fā)明所涉及的一種級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺，如圖1所示，包括隔離開關(guān)1、主開關(guān)2、旁路開關(guān)3、限流電阻4、多副邊繞組變壓器5、主控制器7及若干PWM整流器6，其中隔離開關(guān)1、主開關(guān)2、限流電阻4和多副邊繞組變壓器5的高壓側(cè)依次串聯(lián)，旁路開關(guān)3和限流電阻4并聯(lián)，多副邊繞組變壓器5的低壓側(cè)和對應(yīng)的PWM整流器6交流側(cè)相連，PWM整流器6直流側(cè)與待檢測的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊16的直流側(cè)相連。
[0037]所述多副邊繞組變壓器5將電網(wǎng)的高電壓進(jìn)行降壓，通過各自獨立的多個副邊繞組為對應(yīng)的PWM整流器6供電，為各個PWM整流器6提供幅值合適、電位隔離的三相交流電壓。[0038]PWM整流器6的作用是模擬電池組的工作特性，能夠與級聯(lián)式儲能變流器功率模塊16進(jìn)行能量交換，并能夠跟蹤主控制器7的指令模擬電池組運行過程中可能發(fā)生的異常現(xiàn)象。參見圖2，所述PWM整流器6包括電抗器8、電流傳感器9、橋式換流電路10、直流支撐電容11及整流控制板12。電抗器8的進(jìn)線側(cè)為所述PWM整流器6的交流側(cè)，經(jīng)過電流傳感器9與對應(yīng)多副邊繞組變壓器5的低壓側(cè)相連，電抗器8出線側(cè)與橋式換流電路10的輸入側(cè)相連。橋式換流電路10的輸出側(cè)與直流支撐電容11相連，直流支撐電容11的兩端為PWM整流器6的直流側(cè)。整流控制板12與橋式換流電路10相連，與電流傳感器9和直流支撐電容11兩端相連，通過光纖與主控制器7相連。
[0039]模擬電池組工作特性的原理，具體如下:PWM整流器6在整流控制板12的調(diào)節(jié)下工作，整流控制板12采集電抗器8進(jìn)線側(cè)的三相交流電壓、三相交流電流和直流支撐電容11兩端的直流電壓。整流控制板12對PWM整流器6的控制目標(biāo)為:交流側(cè)無功電流為零，直流側(cè)直流電壓恒定。整流控制板12通過光纖與主控制器7通訊，接收主控制器7對PWM整流器6的調(diào)節(jié)指令和運行/閉鎖指令，同時上傳PWM整流器6的實時狀態(tài)；整流控制板12將計算出的PWM驅(qū)動信號發(fā)送至橋式換流電路10，控制PWM整流器6的工作狀態(tài)與控制目標(biāo)相符。
[0040]所述主控制器7設(shè)有開出量接口、開入量接口、光纖接口、交流采樣接口和通訊接口，開出量接口與主開關(guān)2、芳路開關(guān)3的合閘、分閘線圈相連,開入量接口與隔尚開關(guān)1、主開關(guān)2、旁路開關(guān)3的位置節(jié)點相連，光纖接口通過光纖與整流控制板12相連，交流采樣接口與現(xiàn)場的電壓互感器13和電流互感器14相連，通訊接口與待檢測級聯(lián)式儲能變流器控制器15相連。
[0041]所述主控制器7為本發(fā)明檢測平臺的控制核心，通過開入量接口和開出量接口與隔離開關(guān)1、主開關(guān)2和旁路開關(guān)3的位置信號和合分閘線圈相連，控制檢測平臺按照設(shè)定的過程完成啟動和停機；通過交流采樣接口采集外部電壓和電流，判斷檢測平臺是否發(fā)生電壓和電流異常，超過檢測平臺的安全范圍則發(fā)出跳閘信號，保證檢測平臺安全退出；通過光纖與各個PWM整流器6相連，下發(fā)調(diào)節(jié)指令和運行/閉鎖指令，使PWM整流器6按照設(shè)定的過程模擬電池組的工作特性，并接收PWM整流器6的實時狀態(tài)，發(fā)生異常時則發(fā)出跳閘信號，保證檢測平臺安全退出；通過通訊接口與待檢測級聯(lián)式儲能變流器相連，模擬電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)啟動、停機、有功功率和無功功率等調(diào)度指令控制待檢測級聯(lián)式儲能變流器的運行狀態(tài)。
[0042]按上述連接關(guān)系將所述測試平臺與級聯(lián)式儲能變流器進(jìn)行組裝，檢測平臺的輸入側(cè)接入電網(wǎng)，級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊16的直流側(cè)與PWM整流器6的直流側(cè)相連，同相的功率模塊的交流側(cè)串聯(lián)后經(jīng)過PWM整流器6的電抗器接入電網(wǎng)。組裝完成后的效果如圖3所示，檢測平臺和級聯(lián)式儲能變流器共同構(gòu)成了一臺電能可以雙向流動的變流裝置，也就是說電能可以從測試平臺進(jìn)入，經(jīng)過級聯(lián)式儲能變流器回饋至電網(wǎng)，也可以反過來從級聯(lián)式儲能變流器進(jìn)入，經(jīng)過測試平臺回饋至電網(wǎng)。圖3中的，檢測平臺和儲能變流器均為三相設(shè)備，即A相、B相和C相，Al-An指A相第一級到第η級功率模塊，Bl-Bn指B相第一級到第η級功率模塊，Cl-Cn是指C相第一級到第η級功率模塊。
[0043]本發(fā)明測試平臺通過模擬蓄電池的工作特性和模擬電網(wǎng)調(diào)度中心的遙調(diào)指令，為級聯(lián)式儲能變流器的運行提供了完整的外部條件，從而實現(xiàn)了對級聯(lián)式儲能變流器的檢測，檢測的過程包括以下幾個步驟:
[0044](I)啟動檢測平臺和級聯(lián)式儲能變流器
[0045]手動將隔離開關(guān)閉合，主控制器檢測到隔離開關(guān)處于合位后測量高壓是否接入，如果高壓正常，則控制主開關(guān)閉合，多副邊繞組變壓器和PWM整流器在限流電阻的作用下完成預(yù)充電，再控制旁路開關(guān)閉合，將限流電阻切除，通過光纖向各個PWM整流器的整流控制板發(fā)出運行指令，從而使PWM整流器進(jìn)入運行狀態(tài)。
[0046]此時待檢測級聯(lián)式儲能變流器尚未開始工作，和本發(fā)明測試平臺之間沒有電能交換，因此各個PWM整流器其實處于空載狀態(tài)，即交流側(cè)電流幾乎為零，直流側(cè)電壓穩(wěn)定在預(yù)設(shè)值。
[0047]主控制器向待檢測級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出運行指令，級聯(lián)式儲能變流器的開關(guān)閉合，功率單元體開始輸出電壓，由于主控制器尚未給出有功功率和無功功率的具體指令，級聯(lián)式儲能變流器將工作在有功功率和無功功率都為零的狀態(tài)，和本發(fā)明測試平臺之間仍然沒有電能交換。
[0048](2)測試功率調(diào)節(jié)功能
[0049]主控制器按照有功調(diào)節(jié)和無功調(diào)節(jié)的順序依次發(fā)出有功功率和無功功率的指令，完成級聯(lián)式儲能變流器功率調(diào)節(jié)功能的測試，過程如下:
[0050]a.在主控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)置有功功率最大值Pmax和有功調(diào)節(jié)時間T1,則主控制器按照線性變化的原則向級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出有功指令，有功功率的變化過程如圖
4所示。在圖4中，級聯(lián)式儲能變流器從電網(wǎng)吸收的有功功率在O~T1的時間內(nèi)從零增加到Pmax,在T1~2?\的時間內(nèi)從Pmax減小到零，在2?\~3?\的時間內(nèi)從零增加到_ΡΜΧ，在3?\~4?\的時間內(nèi)從-Pmax減小到零。由于測試平臺的各個PWM整流器控制直流側(cè)電壓恒定，交流側(cè)無功功率為零，因此PWM整`流器的有功功率就由級聯(lián)式儲能變流器決定:當(dāng)級聯(lián)式儲能變流器吸收有功為正值的時候，所吸收的有功功率就經(jīng)過PWM整流器和多繞組變壓器回饋至電網(wǎng)，當(dāng)級聯(lián)式儲能變流器吸收的有功為負(fù)值的時候，有功功率就經(jīng)過多繞組變壓器和PWM整流器補充到級聯(lián)式儲能變流器。
[0051]b.在主控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)置無功功率最大值Qmax和無功調(diào)節(jié)時間T2,則主控制器按照線性變化的原則向級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出無功指令，無功功率的變化過程如圖5所示。在圖5中，控制級聯(lián)式儲能變流器從電網(wǎng)吸收的無功功率在O~T2的時間內(nèi)從零增加到Qmax,在T2~2T2的時間內(nèi)從Qmax減小到零，在2T2~3T2的時間內(nèi)從零增加到-Qmax,在3T2~4T2的時間內(nèi)從-Qmax減小到零。由于測試平臺的各個PWM整流器控制直流側(cè)電壓恒定，交流側(cè)無功功率為零，PWM整流器在進(jìn)行無功功率測試的時候與級聯(lián)式儲能變流器之間基本沒有能量流動。
[0052]( 3 )模擬電池組電壓差異
[0053]電池組由于個體存在差異，長期運行后各項指標(biāo)均會發(fā)生變化，對級聯(lián)式儲能變流器來說，影響最大的就是電池組電壓會出現(xiàn)偏差，級聯(lián)式儲能變流器必須有相當(dāng)?shù)娜莶钅芰Σ拍芫邆鋵嵱脙r值，容差能力測試的過程如下:
[0054]a.在主控制器內(nèi)設(shè)置若干PWM整流器直流側(cè)電壓的變化量，該變化量可以是正值，也可以是負(fù)值，數(shù)值上應(yīng)等于所模擬電池組正常情況下可能出現(xiàn)的最大電壓偏差值。所設(shè)置的變化量通過光纖下發(fā)至整流控制板，整流控制板接收后重新計算直流側(cè)電壓的目標(biāo)值，設(shè)置完畢后啟動檢測平臺，各個PWM整流器直流側(cè)的電壓會穩(wěn)定在設(shè)置了變化量后的電壓值水平。
[0055]b.返回步驟(2)，再次進(jìn)行功率調(diào)節(jié)功能的測試，觀測級聯(lián)式儲能變流器對有功功率和無功功率的調(diào)節(jié)效果，如果調(diào)節(jié)效果正常，說明可以適應(yīng)穩(wěn)定的直流側(cè)電壓偏差；在測試過程中繼續(xù)通過主控制器修改若干PWM整流器直流側(cè)電壓目標(biāo)值，模擬功率傳輸過程中電池組出現(xiàn)的電壓波動，如果級聯(lián)式儲能變流器仍然可以準(zhǔn)確跟隨有功功率和無功功率的指令，說明可以適應(yīng)直流側(cè)電壓的波動。
[0056](4)模擬電池組故障
[0057]電池組經(jīng)過長時間的使用后會出現(xiàn)一定的故障率，出現(xiàn)欠壓、過壓甚至無壓的情況，級聯(lián)式儲能變流器為了保證電池組故障后持續(xù)運行，在設(shè)計時都具有一級或者兩級冗余的能力，冗余功能和電池組故障檢測功能的測試過程如下:
[0058]a.返回步驟(2)，再次進(jìn)行功率調(diào)節(jié)功能測試，測試過程中通過主控制器調(diào)節(jié)某一個PWM整流器直流側(cè)的電壓目標(biāo)值，使PWM整流器直流側(cè)電壓值不斷升高或者降低，一直變化到該PWM整流器能承受的工作區(qū)間之外。此時級聯(lián)式儲能變流器的控制器檢測到該直流電壓的超限后會啟動旁路功能，將直流電壓異常的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊和同級的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊一起切除。如果旁路功能正常實現(xiàn)則說明級聯(lián)式儲能變流器能正確檢測直流電壓的超限，并可以切除故障級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊。
[0059]b.返回步驟(2)，再次進(jìn)行功率調(diào)節(jié)功能測試，測試過程中通過主控制器發(fā)出閉鎖指令控制某一個PWM整流器立刻停止工作。此時由于級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊失去了傳輸有功功率的途徑，其從電網(wǎng)吸收的有功功率將會引起PWM直流側(cè)電壓的急劇變化，如果吸收的有功功率為正則直流電壓突升，反之則突降。此時級聯(lián)式儲能變流器的控制器檢測到該直流側(cè)電壓的突變后會啟動旁路功能，將直流電壓異常的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊和同級的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊一起切除。如果旁路功能正常實現(xiàn)則說明級聯(lián)式儲能變流器能正確檢測直流側(cè)電壓的突變，并可以切除故障級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊。
[0060](5)退出檢測平臺和級聯(lián)式儲能變流器
[0061]在檢測完成后，主控制器首先將有功功率和無功功率的指令都設(shè)置為零，再向級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出停機指令，使其開關(guān)斷開，級聯(lián)式儲能變流器從電網(wǎng)上退出；然后發(fā)出閉鎖指令，控制全部PWM整流器停止工作，再向主開關(guān)和旁路開關(guān)發(fā)出分閘指令，控制主開關(guān)和旁路開關(guān)斷開，使檢測平臺從電網(wǎng)退出。
[0062]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺，其特征在于，包括: 一主控制器，用于向待檢測的級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出有功指令和無功指令，模擬電網(wǎng)的調(diào)度指令控制級聯(lián)式儲能變流器從電網(wǎng)吸收有功功率及無功功率，同時控制檢測平臺的整體工作情況； 一多副邊繞組變壓器，用于將電網(wǎng)的高電壓進(jìn)行降壓，低壓側(cè)設(shè)有多個獨立的副邊繞組,通過多個獨立的副邊繞組為若干PWM整流器供電； 若干PWM整流器，用于模擬電池組的工作特性，與待檢測的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊進(jìn)行能量交換； 所述主控制器通過光纖與PWM整流器相連，通過通訊接口與待檢測的級聯(lián)式儲能變流器的控制器相連，所述多副邊繞組變壓器的低壓側(cè)的多個獨立的副邊繞組和若干PWM整流器的交流側(cè)一一對應(yīng)相連，PWM整流器的直流側(cè)與待檢測的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊的直流側(cè)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺，其特征在于，所述主控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)置有功功率最大值Pmax和有功調(diào)節(jié)時間T1，主控制器向級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出有功指令使其從電網(wǎng)吸收的有功功率的絕對值在T1內(nèi)在Pmax與零之間線性變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺，其特征在于，所述主控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)置無功功率最大值Qmax和無功調(diào)節(jié)時間T2，主控制器向級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出無功指令使其從電網(wǎng)吸收的無功功率的絕對值在T2內(nèi)在Qmax與零之間線性變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺，其特征在于，所述PWM整流器包括電抗器、電流傳感器、橋式 換流電路及整流控制板；所述電抗器的進(jìn)線側(cè)為所述PWM整流器的交流側(cè)，經(jīng)過電流傳感器與對應(yīng)多副邊繞組變壓器的低壓側(cè)的副邊繞組相連，電抗器的出線側(cè)與橋式換流電路的 輸入側(cè)相連；整流控制板與橋式換流電路相連，與電流傳感器相連；整流控制板與主控制器相連，用于控制PWM整流器的交流側(cè)無功電流為零，直流側(cè)直流電壓恒定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺，其特征在于，所述級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺還包括:隔離開關(guān)、主開關(guān)、旁路開關(guān)及限流電阻，隔離開關(guān)、主開關(guān)、限流電阻和多副邊繞組變壓器的高壓側(cè)依次串聯(lián)，旁路開關(guān)和限流電阻并聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺，其特征在于，所述主控制器設(shè)有開出量接口、開入量接口、光纖接口和通訊接口 ；開出量接口與主開關(guān)、芳路開關(guān)的合閘、分閘線圈相連，開入量接口與隔離開關(guān)、主開關(guān)、旁路開關(guān)的位置節(jié)點相連；光纖接口通過光纖與PWM整流器相連，通訊接口與待檢測級聯(lián)式儲能變流器的控制器相連。
7.基于權(quán)利要求1所述級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: S1、啟動所述級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺和級聯(lián)式儲能變流器，使PWM整流器進(jìn)入空載運行狀態(tài)，主控制器向待檢測的級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出運行指令； S2、主控制器向待檢測的級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出有功指令和無功指令，完成級聯(lián)式儲能變流器功率調(diào)節(jié)功能的測試； S3、主控制器向若干PWM整流器直流側(cè)發(fā)送電壓變化量，若干PWM整流器根據(jù)所接收的電壓變化量完成級聯(lián)式儲能變流器的容差能力的測試；S4、主控制器控制某一 PWM整流器直流側(cè)的電壓變化到該PWM整流器的工作區(qū)間之外，完成級聯(lián)式儲能變流器的電池組故障檢測功能的測試。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺的控制方法，其特征在于，所述步驟S2包括以下步驟: 521、在主控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)置有功功率最大值Pmax和有功調(diào)節(jié)時間T1，主控制器按照線性變化的原則向級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出有功指令，使級聯(lián)式儲能變流器從電網(wǎng)吸收的有功功率在O~T1的時間內(nèi)從零增加到PMX，在T1~2?\的時間內(nèi)從Pmax減小到零，在2?\~3?\的時間內(nèi)從零增加到-ΡΜΧ，在3?\~4?\的時間內(nèi)從-Pmax減小到零； 522、在主控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)置無功功率最大值Qmax和無功調(diào)節(jié)時間T2，主控制器按照線性變化的原則向級聯(lián)式儲能變流器的控制器發(fā)出無功指令，使級聯(lián)式儲能變流器從電網(wǎng)吸收的無功功率在O~T2的時間內(nèi)從零增加到Q祖，在T2~2Τ2的時間內(nèi)從Qmax減小到零，在2Τ2~3Τ2的時間內(nèi)從零增加到-Qmax,在3T2~4T2的時間內(nèi)從-Qmax減小到零。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺的控制方法，其特征在于，所述步驟S3包括以下步驟: 531、在主控制器內(nèi)設(shè)置若干PWM整流器直流側(cè)電壓的變化量，所設(shè)置的變化量發(fā)至PWM整流器的整流控制板，整流控制板接收后重新計算PWM整流器直流側(cè)電壓的目標(biāo)值，設(shè)置完畢后啟動所述級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺，各個PWM整流器直流側(cè)的電壓穩(wěn)定在設(shè)置變化量后的電壓值； 532、返回步驟S2，并觀測級聯(lián)式儲能變流器對有功功率和無功功率的調(diào)節(jié)效果，如果調(diào)節(jié)效果正常，則適應(yīng)直流側(cè)的電壓偏差；繼續(xù)通過主控制器修改若干PWM整流器直流側(cè)電壓的目標(biāo)值，模擬功率傳輸過程中電池組出現(xiàn)的電壓波動，如果級聯(lián)式儲能變流器仍然準(zhǔn)確跟隨主控制器的有功指令和無功指令，則適應(yīng)直流側(cè)的電壓波動。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述級聯(lián)式儲能變流器檢測平臺的控制方法，其特征在于，所述步驟S4包括以下步驟: ` 541、返回步驟S2，并通過主控制器調(diào)節(jié)某一個PWM整流器直流側(cè)的電壓目標(biāo)值，使PWM整流器直流側(cè)電壓值不斷升高或者降低到該PWM整流器的工作區(qū)間之外；級聯(lián)式儲能變流器的控制器檢測到該直流側(cè)電壓值的超限后啟動旁路功能，將直流電壓異常的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊和同級的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊一起切除；` 542、返回步驟S2，并通過主控制器發(fā)出閉鎖指令控制某一個PWM整流器停止工作，級聯(lián)式儲能變流器從電網(wǎng)吸收的有功功率將引起PWM整流器直流側(cè)電壓的突變；級聯(lián)式儲能變流器的控制器檢測到所述直流側(cè)電壓的突變后啟動旁路功能，將直流電壓異常的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊和同級的級聯(lián)式儲能變流器的功率模塊一起切除。
【文檔編號】G01R31/00GK103675539SQ201310637043
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】許賢昶, 石本星, 石磊, 吳勝兵 申請人:廣州智光電氣股份有限公司