一种飞轮储能系统并网控制方法及其储能系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103280836A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103280836103280836A(43)申请公布日2013.09.04(21)申请号201310195857.9(22)申请日2013.05.23(71)申请人中国科学院电工研究所地址100190北京市海淀区中关村北二条6号(72)发明人刘文军唐西胜周龙齐智平(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人关玲(51)Int.Cl.H02J3/38(2006.01)H02J3/30(2006.01)H02J3/18(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图2页附图2页(54)发明名称一种飞轮储能系统并网控制方法及其储能系统(57)摘要一种飞轮储能系统并网控制方法及其储能系统，其电网侧变流器控制方法是将静止坐标系下的电网侧电流ia1、ib1、ic1与变流器侧电流ia2、ib2、ic2分别变换为两相旋转坐标系下的直流分量id1、iq1与id2、iq2，将此两相旋转坐标系下的直流分量作为旋转坐标系下电网侧变流器控制的反馈信号，以控制飞轮储能系统并网有功与无功功率的大小及流向。其电机侧变流器控制方法是将静止坐标系下的电机定子电流ia3、ib3、ic3变换为两相旋转坐标系下的直流分量id3、iq3，将id3、iq3及直流母线电压Udc作为旋转坐标系下电机侧变流器控制的反馈信号，以维持直流母线电压Udc恒定。应用本发明控制方法的储能系统的LCL滤波器（102）由电网侧电感（201）、变流器侧电感（203）和滤波电容（202）组成。CN103280836ACN103286ACN103280836A权利要求书1/2页1.一种飞轮储能系统并网控制方法,其特征在于：所述的并网控制方法包括电网侧变流器控制方法和电机侧变流器控制方法；所述的电网侧变流器控制方法控制飞轮储能系统并网有功与无功功率的大小及流向；所述的电机侧变流器控制方法维持直流母线电压恒定；所述的并网控制方法采用改变并网有功功率指令值P*的正负号的方法进行并网充放电切换：当并网有功功率指令值P*为正值时，飞轮储能系统（108）并网放电，当并网有功功率*指令值P为负值时，飞轮储能系统（108）并网充电，直流母线电压Udc稳定在直流母线电压**参考值Udc；当并网有功功率指令值P由负值变为正值时，飞轮储能系统（108）由并网充电切换到并网放电，切换瞬间直流母线电压Udc出现短暂下降后回升并稳定在直流母线电压**参考值Udc；当并网有功功率指令值P由正值变为负值时，飞轮储能系统（108）由并网放电切换到并网充电，切换瞬间直流母线电压Udc出现短暂上升后回落并稳定在直流母线电压**参考值Udc；同时可通过设置并网无功功率指令值Q的大小来调节飞轮储能系统（108）并网无功功率的大小。2.根据权利要求1所述的飞轮储能系统并网控制方法，其特征在于，所述的电网侧变流器控制方法包括以下步骤：步骤一、通过电网电压锁相环（301）对电网（101）三相电压进行锁相处理，获得电网电压相角θ及电网电压直轴分量ud，并利用电网电压相角θ将三相静止坐标系下的三相电网侧电流ia1、ib1、ic1和三相变流器侧电流ia2、ib2、ic2分别变换到两相旋转坐标系下的直流电流分量id1、iq1和id2、iq2；**步骤二、将并网有功功率指令值P、并网无功功率指令值Q、电网电压直轴分量ud送给**并网电流参考值计算单元（308）,并网电流参考值计算单元（308）分别通过公式id1=2P/****(3ud)与公式iq1=-2Q/(3ud)计算出并网直轴电流参考值id1和并网交轴电流参考值iq1；*将id1与并网直轴电流参考值id1进行比较，比较后的误差信号送给第一比例积分调节器*PI1，第一比例积分调节器PI1的输出信号作为变流器侧直轴电流id2的给定值，标记为id2，*将id2与id2进行比较，比较后的误差信号送给第二比例积分调节器PI2，第二比例积分调节器PI2的输出信号与变流器侧交轴电流iq2在变流器侧电感（203）上耦合的直轴电压分量ωL2iq2相减后，得出电网侧变流器（103）输出电压的直轴分量ud1；同时将iq1与并网交轴电*流参考值iq1进行比较，比较后的误差信号送给第三比例积分调节器PI3，第三比例积分调**节器PI3的输出信号作为变流器侧交轴电流iq2的给定值，标记为iq2，将iq2与iq2进行比较，比较后的误差信号送给第四比例积分调节器PI4，第四比例积分调节器PI4的输出信号与变流器侧直轴电流id2在变流器侧电感（203）上耦合的交轴电压分量ωL2id2相加后，得出电网侧变流器（103）输出电压的交轴分量uq1；步骤三、利用电网电压