本發(fā)明涉及一種儲能變流器的啟動方法。

背景技術(shù)：

隨著可再生能源的廣泛利用和對用戶供電可靠性要求的提高，分布式發(fā)電和微電網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展。在微電網(wǎng)系統(tǒng)中，儲能變流器是保障微電網(wǎng)正常運行，調(diào)節(jié)微網(wǎng)電源性能，保證負荷供電質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。儲能變流器是儲能系統(tǒng)與交流電網(wǎng)之間進行雙向能量傳遞的關(guān)鍵設(shè)備。近年來，關(guān)于儲能變流器的研究越來越受到關(guān)注。

微網(wǎng)儲能變流器中作為直流電壓源供電開關(guān)的直流斷路器常用的啟動線圈有220vac交流啟動線圈和24vdc直流啟動線圈兩種。24v直流啟動線圈的供電電源由儲能變流器系統(tǒng)中的開關(guān)電源提供；220v交流啟動線圈一般由變流器系統(tǒng)中的不間斷電源(ups)提供。

采用ups提供直流斷路器啟動電源的微網(wǎng)儲能變流器中存在長時間未使用自動耗電至饋電，從而導(dǎo)致ups無法啟動的缺點。而我國布局的微網(wǎng)電站多處于草原、山頂、海邊等邊遠野外地點，此時若發(fā)生ups長期停用導(dǎo)致無法啟動的現(xiàn)象，由于處于野外環(huán)境很難找到電源為ups充電，則將面臨儲能變流器中的直流斷路器無法閉合，導(dǎo)致變流器無法啟機。

傳統(tǒng)的儲能變流器的啟動方式如圖1所示。儲能變流器自檢完成，確認無故障，此時檢測到直流電壓源電壓大于自啟動電壓，并且接收到用戶發(fā)出的預(yù)充電接觸器閉合指令，則閉合預(yù)充電接觸器，通過預(yù)充電電阻向直流電容充電。至直流電容電壓大于設(shè)定值后，閉合直流斷路器，同時斷開預(yù)充電接觸器，此時完成儲能變流器直流側(cè)的電壓建立。然后啟動調(diào)制，變流器離網(wǎng)啟動，至此時為止，儲能變流器交流側(cè)電壓成功建立。

在此流程中，一旦為直流斷路器啟動線圈供電的ups由于長期停用饋電而導(dǎo)致直流斷路器無法閉合，則將導(dǎo)致儲能變流器的流程就此中斷無法向下執(zhí)行。因此，采用ups提供直流斷路器啟動電源的微網(wǎng)儲能變流器中存在ups長時間未使用自動耗電至饋電導(dǎo)致直流斷路器無法閉合的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出一種儲能變流器的黑啟動方法。在采用啟動線圈供電電壓為220vac的直流斷路器的儲能變流器中，本發(fā)明可以避免發(fā)生直流斷路器啟動線圈供電電源ups長期停用導(dǎo)致饋電，造成直流斷路器無法閉合的現(xiàn)象。

應(yīng)用本發(fā)明的儲能變流器的硬件結(jié)構(gòu)包括：直流電壓源、預(yù)充電電阻、預(yù)充電接觸器、直流斷路器、直流電容、儲能變流器橋式電路、lc濾波器、主接觸器、并網(wǎng)接觸器和電網(wǎng)電壓源。

直流電壓源通過預(yù)充電電阻串聯(lián)預(yù)充電接觸器，或者通過直流斷路器連接直流電容，為直流電容充電。預(yù)充電電阻和預(yù)充電接觸器的串聯(lián)支路與直流斷路器并聯(lián)，直流電壓源為儲能蓄電池組。直流電容的后級連接儲能變流器橋式電路，直流電容充電完成后，儲能變流器橋式電路即可啟動調(diào)制。儲能變流器橋式電路的后級連接lc濾波器，lc濾波器的后級連接主接觸器，為負載供電。啟動調(diào)制后儲能變流器橋式電路輸出的交流電壓經(jīng)lc濾波器輸出穩(wěn)定的三相正弦交流電壓。此時若儲能變流器接收到用戶發(fā)出的主接觸器閉合指令，閉合主接觸器，儲能變流器輸出電壓經(jīng)過主接觸器輸送到負載端，為負載供電。主接觸器的后級連接并網(wǎng)接觸器，并網(wǎng)接觸器的后級連接電網(wǎng)電壓源。主接觸器閉合后，若接收到用戶發(fā)出的并網(wǎng)指令，并且電網(wǎng)電壓正常，則閉合并網(wǎng)接觸器，儲能變流器并網(wǎng)運行。

應(yīng)用本發(fā)明的儲能變流器中，其直流斷路器的啟動線圈供電電壓為220vac；預(yù)充電接觸器啟動線圈供電電壓為24vdc；預(yù)充電電阻的功率等級滿足其離網(wǎng)啟動瞬間的沖擊電流的要求。

本發(fā)明無須增加儲能變流器的硬件設(shè)施，僅更改儲能變流器的啟動步驟即可實現(xiàn)儲能變流器的黑啟動，在未增加硬件成本的基礎(chǔ)上提高了儲能變流器的運行可靠性。

本發(fā)明應(yīng)用于以220vac線圈作為啟動線圈的直流斷路器的儲能變流器。本發(fā)明啟動方法步驟如下：

當(dāng)儲能變流器自檢完成，確認無故障后，若儲能變流器接收到用戶發(fā)出的預(yù)充電接觸器發(fā)出的閉合指令，同時儲能變流器檢測到直流電壓源電壓大于儲能變流器設(shè)置的自啟動電壓，則閉合預(yù)充電接觸器，此時直流電壓源通過預(yù)充電電阻為直流電容充電；當(dāng)直流電容電壓大于儲能變流器設(shè)置的閾值，滿足條件后，若儲能變流器接收到用戶發(fā)出的啟動調(diào)制指令，則儲能變流器啟動調(diào)制，儲能變流器離網(wǎng)運行，此時儲能變流器的交流側(cè)輸出單相有效值電壓為220v的交流電，直流側(cè)通過預(yù)充電電阻和預(yù)充電接觸器串聯(lián)支路供電；采用儲能變流器輸出交流電壓為直流斷路器的啟動線圈提供啟動電圧，此時若儲能變流器接收到直流斷路器閉合指令，則閉合直流斷路器，同時斷開預(yù)充電接觸器，將預(yù)充電電阻切出供電回路，通過直流斷路器為直流側(cè)建立電壓。同時為避免儲能變流器帶預(yù)充電電阻長期運行，導(dǎo)致預(yù)充電電阻損壞，應(yīng)該將啟動調(diào)制指令與閉合直流斷路器指令的下發(fā)時間間隔縮短至10s以內(nèi)。

本發(fā)明儲能變流器黑啟動方法，不存在ups長期停用，致使直流斷路器啟動線圈供電電源電力不足，從而導(dǎo)致直流斷路器無法閉合的情況。本發(fā)明中，閉合預(yù)充電接觸器后，直流電壓源通過預(yù)充電電阻為直流電容供電。至直流電容電壓滿足條件后，儲能變流器啟動調(diào)制離網(wǎng)運行。，此時儲能變流器輸出交流電壓為直流斷路器啟動線圈提供啟動電圧，儲能變流器直流側(cè)通過預(yù)充電電阻和預(yù)充電接觸器串聯(lián)支路供電。儲能變流器接收到用戶發(fā)出的直流斷路器閉合指令后，閉合直流斷路器，同時斷開預(yù)充電接觸器將預(yù)充電電阻切出供電回路，由直流斷路器為儲能變流器直流側(cè)供電。

本發(fā)明的效果：

本發(fā)明在不增加儲能變流器硬件設(shè)施的基礎(chǔ)上，僅對儲能變流器啟動步驟進行相應(yīng)更改就能實現(xiàn)儲能變流器的黑啟動，降低了儲能變流器的開發(fā)成本，提高了儲能變流的可靠性。

附圖說明

圖1儲能變流器傳統(tǒng)啟動方式流程圖；

圖2儲能變流器結(jié)構(gòu)圖；

圖3本發(fā)明儲能變流器黑啟動方法的流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式進一步說明本發(fā)明。

本發(fā)明所述的儲能變流器黑啟動方法可以避免在ups長期停用，致使直流斷路器啟動線圈供電電源電力不足，從而導(dǎo)致直流斷路器無法閉合的情況出現(xiàn)。本發(fā)明中直流斷路器啟動線圈的供電電源由儲能變流器交流側(cè)輸出電壓提供。

應(yīng)用本發(fā)明的儲能變流器的結(jié)構(gòu)如圖2所示，儲能變流器包括：直流電壓源udc、預(yù)充電電阻r1、預(yù)充電接觸器k1、直流斷路器k2、直流電容c1、儲能變流器橋式電路inv、lc濾波器、主接觸器k3、負載電阻rload、并網(wǎng)接觸器k4、電網(wǎng)電壓源ug。

直流電壓源udc通過預(yù)充電電阻r1串聯(lián)預(yù)充電接觸器k1，或者通過直流斷路器k2連接直流電容c1，為直流電容c1充電。預(yù)充電電阻r1與預(yù)充電接觸器k1的串聯(lián)支路與直流斷路器k2并聯(lián)。直流電壓源udc為儲能蓄電池組。直流斷路器k2的啟動線圈供電電壓為220vac。預(yù)充電接觸器k1的啟動線圈供電電壓為24vdc。預(yù)充電電阻r1的功率等級滿足其離網(wǎng)啟動瞬間的沖擊電流的要求。直流電容c1的后級接儲能變流器橋式電路inv，直流電容c1充電完成后儲能變流器橋式電路inv即可啟動調(diào)制。儲能變流器橋式電路inv的后級連接lc濾波器，lc濾波器的后級連接主接觸器k3，為負載rload供電。啟動調(diào)制后儲能變流器橋式電路inv輸出的交流電壓經(jīng)lc濾波器，輸出穩(wěn)定的三相正弦交流電壓。此時若儲能變流器接收到用戶發(fā)出的主接觸器k3閉合指令，則閉合主接觸器k3，儲能變流器輸出電壓經(jīng)過主接觸器k3輸送到負載端，為負載rload供電。主接觸器k3的后級連接并網(wǎng)接觸器k4，并網(wǎng)接觸器k4的后級連接電網(wǎng)電壓源ug。主接觸器k3閉合后若接收到并網(wǎng)指令，并且電網(wǎng)電壓源ug正常，則并網(wǎng)接觸器k4閉合，儲能變流器并網(wǎng)運行。

本發(fā)明儲能變流器黑啟動方法的流程如圖3所示。當(dāng)儲能變流器自檢完成，確認無故障后，若儲能變流器接收到用戶發(fā)出的預(yù)充電接觸器k1閉合指令，同時檢測到直流電壓源udc電壓大于儲能變流器設(shè)置的自啟動電壓，則閉合預(yù)充電接觸器k1，此時直流電壓源udc通過預(yù)充電電阻r1為直流電容c1供電；當(dāng)滿足直流電容電壓大于儲能變流器設(shè)置的閾值條件后，若儲能變流器接收到用戶發(fā)出的啟動調(diào)制指令，則儲能變流器橋式電路inv啟動調(diào)制，儲能變流器離網(wǎng)運行，此時儲能變流器交流側(cè)輸出單相有效值電壓為220v的交流電，直流側(cè)通過預(yù)充電電阻r1和預(yù)充電接觸器k1串聯(lián)支路供電。儲能變流器輸出交流電壓為直流斷路器k2的啟動線圈提供啟動電圧；此時若接收到用戶發(fā)出的直流斷路器k2閉合指令，儲能變流器則閉合直流斷路器k2，同時斷開預(yù)充電接觸器k1，將預(yù)充電電阻r1切出供電回路，通過直流斷路器k2為儲能變流器的直流側(cè)建立電壓。為避免儲能變流器帶預(yù)充電電阻r1長期運行，導(dǎo)致預(yù)充電電阻r1損壞，應(yīng)該將啟動調(diào)制指令與閉合直流斷路器k2指令的下發(fā)時間間隔縮短至10s以內(nèi)。

本發(fā)明在不增加儲能變流器硬件設(shè)施的前提下，僅對儲能變流器的啟動步驟進行處理，即可解決ups長期停用饋電致使直流斷路器無法閉合的問題，提高了儲能變流器的可靠性，降低了儲能變流器的開發(fā)成本。