[發明專利]不對稱三相星形級聯多電平混合儲能系統的分相控制方法

有效

• 申請號: 201910249621.6
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN110011355B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 劉釗;張越;趙珊珊;馮俊牟;龔健
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J7/34
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 封睿

1.一種不對稱三相星形級聯多電平混合儲能系統的分相控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、分析單相電池鏈節輸出電壓、電流的穩定范圍，確定三相星形系統的工作范圍；

步驟2、對各相電池鏈節進行開環電壓控制，使各電池鏈節輸出指令電壓，達到充放電平衡；

步驟3、根據電網電壓和開環電壓，計算電容鏈節有功電流和無功電流的相位；

步驟4、對各相電容鏈節進行有功電流控制、無功電流控制和電網電壓前饋控制，使各電容鏈節輸出指令電流，電容電壓保持穩定；

步驟1中，確定三相星形系統共同的穩定工作范圍的具體方法為：

步驟1.1、確定電池鏈節調制比和輸出電壓相位的穩定工作范圍，具體公式為：

其中：

感性模式

容性模式

式中，M為各相電池鏈節數量，N為各相電容鏈節數量，v_bat為電池鏈節直流側電壓，v_cap為電容鏈節直流側電壓，v_s為電網電壓，v_r1為電池鏈節總輸出電壓，v_r2為電容鏈節總輸出電壓，δ為v_r1與v_s夾角，K為電池鏈節總調制比，ω為電網電壓基波頻率，L為濾波電感；

步驟1.2、確定各相并網電流的穩定工作范圍，具體公式為：

式中，α為電流工作相位；

步驟1.3、確定三相系統的電流工作范圍，由范圍最小的一相決定，若C相電流工作范圍最小，則三相系統的電流工作范圍具體為：

步驟2中，對各相電池鏈節進行開環電壓控制的具體方法為：

步驟2.1、由鎖相環獲得電網電壓v_s相位；

步驟2.2、根據給定的功率指令，確定并網電流的參考幅值Is^*和工作相位α，具體為：

式中，P^*為有功功率參考值，Q^*為無功功率參考值為，V_s為電網電壓幅值，δ₁為電容鏈節總輸出電壓的相位，由于電容鏈節電壓和電流垂直，δ₁確定后即得電流工作相位α：

α＝δ₁-π/2，感性模式

α＝δ₁+π/2，容性模式

步驟2.3、在確定的穩定范圍內，通過矢量分析確定一組電池鏈節總輸出電壓v_r1的幅值和相對于電網電壓v_s的相位δ；

步驟2.4、將電池鏈節總調制波由充電均衡控制分配到各鏈節，使各電池鏈節輸出規定的指令電壓，達到充放電平衡。

2.根據權利要求1所述的分相控制方法，其特征在于，步驟3中，計算電容鏈節有功電流相位和無功電流相位的具體方法為：

步驟3.1、根據電池鏈節開環電壓v_r1的幅值和電網電壓v_s，計算電容鏈節輸出電壓v_r2相對于電網電壓v_s的相位δ₁的實際值，具體公式為：

式中，v_L為濾波電感電壓，δ為電池鏈節總輸出電壓v_r1相對于v_s的相位；

步驟3.2、計算并網電流i_s相對于電容鏈節的有功電流分量i_{d_c}和無功電流分量i_{q_c}的相位，即α_{d_c}和α_{q_c}，具體公式為：

3.根據權利要求1所述的分相控制方法，其特征在于，步驟4中，對各相電容鏈節進行有功電流控制、無功電流控制和電網電壓前饋控制的具體方法為：

步驟4.1、確定電容鏈節有功電流i_{d_c}的參考電壓幅值，由各相電容鏈節直流側電壓Nv_cap參考值與實際值的誤差，經比例積分控制得到；

步驟4.2、確定電容鏈節無功電流i_{q_c}的參考電壓幅值，取并網電流的參考幅值Is^*；

步驟4.3、i_s參考值與實際值誤差，經比例諧振控制，得到濾波電感參考電壓v_L，再經由電網電壓前饋，得到電容鏈節總參考電壓v_r2；

步驟4.4、將電容鏈節總調制波由電壓均衡控制分配到每一個電容鏈節，使直流側穩壓并輸出指令電流。