重要的用电设备一般都配备应急电源,其中柴油发电机组和电池储能系统最为常见,柴油发电机具有容量大可持续供电时间长的优点,但其从启动到发出稳定电能需要调节时间且响应速度慢,因此不能完成不间断供电任务;电池储能系统没有机械部件,响应速度快,但容量非常有限,因此不能为用电设备提供长时间的应急供电;将两者结合起来组成复合应急供电系统,就能够取长补短、优势互补,为用电负荷提供长时间的不间断供电。北京市“煤改电”应急供电保障技术研究项目采用柴油发电机组作为应急电源,不能实现不间断供电,因此本文提出柴油发电机组和储能复合应急供电系统。复合应急供电系统在投入过程中需要为电池储能系统制定四种工作模式,分别是浮充模式、恒压恒频放电模式、功率控制模式、恒流恒压充电模式。浮充模式应用于市电正常工作时,使电池保持良好的荷电状态;恒压恒频放电模式为负荷提供短时的应急电能;功率控制模式应用于柴油发电机组投入之后,保证系统中只有一个恒压恒频电源,避免双电压源影响系统的稳定运行;恒流恒压充电模式是蓄电池常用的充电方案。柴油发电机组和储能复合应急供电系统受控制策略影响可能产生三种供电扰动,分别发生在:(1)市电故障失电瞬间,柴油发电机组启动,电池储能系统由浮充模式切换为恒压恒频放电模式,如果控制出的电压与失电前不一致,用电设备由市电供电过渡到电池储能系统供电时将会产生供电扰动;(2)柴油发电机组空载并入应急供电系统时,如果柴油发电机组和电池储能系统电压幅值或频率存在差别,且电池储能系统不及时切换为功率控制模式,用电设备由电池储能系统供电过渡到以柴油发电机组为主电源的双电源供电时将会产生供电扰动;(3)电池储能系统切换为功率控制模式后,如果用电设备的供电负荷没有全部转移至柴油发电机组,电池储能系统由放电切换为充电模式时将会产生供电扰动。针对第一种供电扰动,可由检测元件得到市电失电前电压幅值和相位,将电压幅值作为外环的参考值,以50Hz为参考频率,建立电压电流双闭环的恒压恒频控制,保证不间断供电;针对第二种供电扰动,柴油发电机组空载并网瞬间,立即控制电池储能系统工作在功率控制模式,使柴油发电机组成为系统唯一的电压源,消除供电扰动;针对第三种供电扰动,在柴油发电机组空载并网时,控制电池储能系统采用功率逐渐减小的变功率控制,在供电负荷平滑转移至柴油发电机组后,控制电池储能系统由放电切换到充电模式。通过Matlab/Simulink平台搭建复合应急供电系统仿真模型,对仿真结果进行分析,证明本文所提复合应急供电系统及其控制策略能够实现柴油发电机组和储能复合应急供电系统无冲击投入,从而为用电设备提供大容量不间断应急供电。