[發(fā)明專利]一種分散式交直流混合系統(tǒng)儲能SOC控制方法

有效

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• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108565880B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 于淼;呂澤焱;韋凌霄;劉慶時;韋巍;寧文元;劉輝
• 申請（專利權）人: 浙江大學;國網北京市電力公司;國網冀北電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 黃歡娣;邱啟旺

本發(fā)明涉及一種分散式交直流混合系統(tǒng)儲能SOC控制方法，屬于電力電子領域中的變流器控制技術。本發(fā)明應用于交直流混合系統(tǒng)的直流儲能變流器、交流儲能三相變流器以及雙向潮流控制器，適合交直流子網中均存在儲能電池的孤島微電網拓撲采用。該方法利用交流側母線頻率信號和直流側母線電壓信號分別攜帶交流側儲能和直流側儲能的SOC信息，通過協(xié)調控制算法實現(xiàn)兩側儲能的SOC管理，有效避免了由于單側儲能的過充過放導致交直流混合微電網系統(tǒng)崩潰的情況。同時，本方法可利用本地信息實現(xiàn)潮流控制器的控制，不需要通信線纜，有效節(jié)約了通信成本。

技術領域

本發(fā)明涉及一種分散式交直流混合系統(tǒng)儲能SOC控制方法，屬于電力電子領域中的變流器控制技術。

背景技術

隨著可再生能源的不斷應用，針對可再生能源接入電網發(fā)電技術的研究顯得愈發(fā)重要。對于微電網控制技術的研究是解決分布式電源應用，確保微電網安全穩(wěn)定運行的有效途徑。考慮到現(xiàn)今的負載特性，直流負載遠多于交流負載，但是由于傳統(tǒng)的大電網依然是交流網，單獨直流微電網的建設相對困難。因此，國內外開始研究交直流混合微電網。為了確保微電網在孤島狀態(tài)下能夠穩(wěn)定運行，微電網通常需要儲能電池進行功率平衡。因而對于微電網的控制算法設計還需要考慮儲能的剩余電量。對于存在多臺儲能的交直流混合微電網，在功率平衡之外還需要考慮SOC的平衡，以確保整個微電網能夠安全穩(wěn)定地運行。

本發(fā)明提出一種分散式交直流混合系統(tǒng)儲能SOC控制方法，能夠有效解決交直流混合系統(tǒng)中交流子網和直流子網均配置有分布式儲能拓撲的SOC平衡問題，從而確保微電網在孤島情況下穩(wěn)定運行。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在提出一種分散式交直流混合系統(tǒng)儲能SOC控制方法，利用交直流子網自身母線的電氣信息攜帶各自子網中儲能SOC的狀態(tài)，并通過雙向潮流控制器實時改變交流子網和直流子網交換的功率，實現(xiàn)無通信情況下的SOC協(xié)調控制。從而解決交直流混合微電網中單側儲能過充或過放引發(fā)微電網故障的問題。

本發(fā)明具體技術方案步驟如下：一種分散式交直流混合系統(tǒng)儲能SOC控制方法，包括如下步驟：

(1)利用交流側儲能的電池管理系統(tǒng)BMS估計交流側儲能的剩余電量SOC_ac，利用直流側儲能的電池管理系統(tǒng)BMS估計直流側儲能的剩余電量SOC_dc；

(2)利用SOC-f下垂算法得到交流側儲能輸出頻率參考f_ref，并通過dq0/abc變換得到儲能交流三相變流器PWM控制信號；利用所述PWM控制信號控制變流器輸出頻率，實現(xiàn)交流母線頻率f對頻率參考f_ref的跟蹤；所述交流側儲能輸出頻率參考f_ref通過公式(1)得到：

f_ref＝m(SOC_ac-SOC_ac.h)+f_rated (1)

其中，m為交流SOC-f下垂系數，SOC_ac,h為交流側儲能電池最佳狀態(tài)下的SOC，f_rated為交流母線額定頻率，f_rated＝50Hz。

(3)利用SOC-V下垂算法得到直流側儲能輸出電壓參考V_dc,ref，并通過PI控制器得到儲能直流變流器的PWM控制信號；利用所述PWM控制信號控制變流器輸出電壓，實現(xiàn)直流母線電壓V_dc對電壓參考V_dc,ref的跟蹤；所述直流側儲能輸出電壓參考V_dc,ref通過公式(2)得到：

V_dc,ref＝n(SOC_dc-SOC_dc,h)+V_dc,rated (2)