一种基于大容量VSG的储能逆变器无缝切换系统的制作方法

一种基于大容量vsg的储能逆变器无缝切换系统
技术领域
1.本实用新型涉及电网切换技术领域，尤其是涉及一种基于大容量vsg的储能逆变器无缝切换系统。


背景技术：

2.随着清洁能源的兴起，储能技术在电网中也发挥了越来越重要的作用，目前，对于终端设备的供电，可以同时采用电网供给和储能设备供给的方式，但电网和储能设备在进行能源切换的过程中，现有技术都需要短时停电，影响设备侧的稳定运行，给生产应用带来损失。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在电网和储能设备在进行能源切换的过程中，现有技术都需要短时停电，无法无缝切换的缺陷而提供一种基于大容量vsg的储能逆变器无缝切换系统。
4.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
5.一种基于大容量vsg的储能逆变器无缝切换系统，包括相互连接的外网、能量管理柜和储能逆变器，所述能量管理柜包括负载配电柜以及依次连接的第一外网开关、第一能量控制开关和第二能量控制开关，所述负载配电柜搭接在所述第一能量控制开关和第二能量控制开关的连接线路之间，所述第一能量控制开关的两端并联有同步开关端电压采样电路；
6.所述储能逆变器包括多个相互并联的交流逆变单元，每个交流逆变单元均通过储能逆变开关连接所述第二能量控制开关。
7.进一步地，所述外网连接所述第一外网开关，所述外网和第一外网开关的连接线路中还搭接有外网电压监测电路。
8.进一步地，所述储能逆变器和第二能量控制开关的连接线路中还搭接有微网电压电流监测电路。
9.进一步地，所述同步开关端电压采样电路、外网电压监测电路和微网电压电流监测电路均通信连接有控制器。
10.进一步地，所述第一外网开关、第一能量控制开关、第二能量控制开关和储能逆变开关均为接触器。
11.进一步地，所述控制器包括外网并微网控制电路，该微网并外网控制电路包括依次连接的第一数据同步装置、模数转换电路、比较器和第一电平信号输出器，所述第一数据同步装置还分别连接所述同步开关端电压采样电路和外网电压监测电路，所述第一数据同步装置和微网电压电流监测电路分别通过模数转换电路接入所述比较器的输入端，所述比较器的输出端连接所述第一电平信号输出器，所述第一电平信号输出器还连接所述第一能量控制开关。
12.进一步地，所述控制器还包括微网并外网控制电路，该外网并微网控制电路依次连接的第二数据同步装置和第二电平信号输出器，所述第二数据同步装置分别连接所述能量管理柜和储能逆变器，所述第二电平信号输出器还连接所述储能逆变开关。
13.进一步地，所述外网和第一外网开关的连接线路中还设有外网总开关，所述外网电压监测电路搭接在所述外网总开关和第一外网开关的连接线路中。
14.进一步地，所述外网总开关为接触器。
15.进一步地，所述能量管理柜通信连接所述储能逆变器。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
17.本实用新型通过设置第一外网开关、第二能量控制开关和储能逆变开关分别实现外网、负载配电柜和储能逆变器的导通和关断，通过第一能量控制开关实现外网中外网信息和能量管理柜内外网信息的同步，进而通过微网电压电流监测电路实现能量管理柜内外网信息和储能逆变器中微网信息的同步，进而完成外网并微网，以及微网并外网的切换过程，整个结构更稳定可靠、实现无缝切换，避免了短时停电的问题，提升了负载运行的稳定性和可靠性。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例中提供一种基于大容量vsg的储能逆变器无缝切换系统的结构示意图；
19.图中，1、外网，2、能量管理柜，201、第一外网开关，202、第一能量控制开关，203、同步开关端电压采样电路，204、负载配电柜，205、第二能量控制开关，3、储能逆变器，301、储能逆变开关，302、交流逆变单元。
具体实施方式
20.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
21.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相
对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
26.实施例1
27.如图1所示，本实施例提供一种基于大容量vsg的储能逆变器无缝切换系统，包括相互连接的外网1、能量管理柜2和储能逆变器3，能量管理柜2包括负载配电柜204以及依次连接的第一外网开关201、第一能量控制开关202和第二能量控制开关205，负载配电柜204搭接在第一能量控制开关202和第二能量控制开关205 的连接线路之间，第一能量控制开关202的两端并联有同步开关端电压采样电路 204；
28.储能逆变器3包括多个相互并联的交流逆变单元302，每个交流逆变单元302 均通过储能逆变开关301连接第二能量控制开关205。
29.外网1连接第一外网开关201，外网1和第一外网开关201的连接线路中还搭接有外网电压监测电路102。储能逆变器3和第二能量控制开关205的连接线路中还搭接有微网电压电流监测电路。
30.同步开关端电压采样电路204、外网电压监测电路102和微网电压电流监测电路均通信连接有控制器。
31.第一外网开关201、第一能量控制开关202、第二能量控制开关205和储能逆变开关301均为接触器，第一外网开关201也可以为断路器。
32.控制器包括外网并微网控制电路，该微网并外网控制电路包括依次连接的第一数据同步装置、模数转换电路、比较器和第一电平信号输出器，第一数据同步装置还分别连接同步开关端电压采样电路204和外网电压监测电路102，第一数据同步装置和微网电压电流监测电路分别通过模数转换电路接入比较器的输入端，比较器的输出端连接第一电平信号输出器，第一电平信号输出器还连接第一能量控制开关 202。
33.控制器还包括微网并外网控制电路，该外网并微网控制电路依次连接的第二数据同步装置和第二电平信号输出器，第二数据同步装置分别连接能量管理柜2和储能逆变器3，第二电平信号输出器还连接储能逆变开关301。
34.能量管理柜无缝切换基本工作原理如下：第一外网开关201正常全闭合，外网并微网无缝过程：当微网正常供电时，即交流逆变单元302闭合、第一能量控制开关202断开、第二能量控制开关205闭合，内部的采样电路中采集同步接触器k1 两端电网信息频率、相位、幅值等用于外电网无缝并入过程中同步所需数据。能量管理柜内的arm会将外网信息频率、相位、幅值等下发给储能逆变器，储能逆变器收到相关信号及外电网信息频率、相位、幅值等后调整自身微网参数，将微网侧的电网调整接近于外电网参数频率、相位、幅值等，当能量管理柜检测到外电网及微网频率、相位、幅值同步时，闭合外网侧接触器k1，完成外电网并微网的无缝切换过程。
35.微网并外网无缝过程：当电网正常供电时，即第一外网开关201断开、第一能量控制开关202闭合、第二能量控制开关205断开，能量管理柜arm下发指令控制储能逆变器vsg
启动，储能逆变器自身采集电网信息进行同步，同步完成后吸合接触器k，完成微网并外网无缝过程。
36.电网微网同时工作时无缝切换：当电网微网都供电时，即第一外网开关201 闭合、第一能量控制开关202闭合、第二能量控制开关205闭合，外网突然掉电时，储能逆变器会作为电压源持续供电，保证负载不掉电。
37.外网1和第一外网开关201的连接线路中还设有外网总开关101，外网电压监测电路102搭接在外网总开关101和第一外网开关201的连接线路中。外网总开关101为接触器或断路器。能量管理柜2通信连接储能逆变器3，本实施例中通过 modbus485协议进行通信。
38.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。