[發明專利]基于SOC均衡的級聯型儲能變換器并聯控制方法及系統

在審

• 申請號: 202010102181.4
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111224416A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 闞志忠;郝偉杰;武少東
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/46;H02J3/38
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

本發明涉及一種基于SOC均衡的級聯型儲能變換器并聯控制方法及系統，包括根據三相輸出電壓、三相輸出電流計算每個級聯型儲能變換器的有功功率和無功功率；根據每個級聯型儲能變換器的SOC值，計算每個級聯型儲能變換器的SOC值與平均值的差值；根據有功功率、無功功率以及差值，采用改進型下垂控制方式，確定每個級聯型儲能變換器的調節頻率和調節電壓幅值；根據調節頻率和調節電壓幅值，對應調節級聯型儲能變換器的SOC值。本發明通過改進型下垂控制方式解決了級聯型儲能變換器在并聯時兩臺或多臺變換器SOC不均衡的問題，提高了級聯型儲能變換器并聯運行時儲能裝置的利用效率，保證了系統可靠、穩定的運行。

技術領域

本發明涉及儲能裝置荷電狀態均衡領域，特別是涉及一種基于SOC均衡的級聯型儲能變換器并聯控制方法及系統。

背景技術

現如今隨著全球能源危機，以及環境問題的日益突出，風電、太陽能等新能源發電越來越受到人們的重視。微電網可以將分散的不同容量的新能源發電集中起來，將其安全的并聯到大電網或是為區域內的負載供電。

現在越來越多的負載需要高電壓大電流供電，一種級聯型的變換器被學者所提出，級聯型變換器通過多個單相全橋變換器串聯可以輸出很高的電壓，省去了工頻變壓器的升壓。在電壓等級固定的情況下，為了進一步的提高微電網系統容量，通常采用變換器并聯的方式來增大系統容量。目前在變換器并聯控制方面主要有兩大類，一種是有互聯線的并聯控制，一種是無互聯線的并聯控制。其中，有互聯線的并聯控制主要分為集中控制、主從控制、分散邏輯控制，無互聯線的控制主要為下垂控制。

在微電網獨立工作時，為了保證微電網能連續穩定的提供電能，需要在微電網中加入儲能裝置。在微電網中加入儲能裝置還可以進行電力調峰、改善微電網供電性能等。在微電網中，多個級聯型儲能變換器并聯工作且提高系統的容量時，采用無互聯線的下垂控制可以實現兩臺變換器的有功無功的均分，但不能保證儲能裝置荷電狀態(SOC)的均衡。由于儲能裝置起始容量不同、開關器件損耗等問題，會造成在微電網中多臺級聯型儲能變換器并聯運行時，多臺級聯型儲能變換器各自總SOC不均衡的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于SOC均衡的級聯型儲能變換器并聯控制方法及系統，可以實現微電網中級聯型儲能變換器的總容量SOC均衡。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于SOC均衡的級聯型儲能變換器并聯控制方法，應用于至少包含兩臺級聯型儲能變換器并聯運行的微電網，所述級聯型儲能變換器由多個單相全橋變換器串聯組成，且每個所述單相全橋變換器都設有一個用于供電的儲能裝置；所述級聯型儲能變換器并聯控制方法包括：

獲取每個級聯型儲能變換器的三相輸出電壓、三相輸出電流以及SOC值；

根據所述三相輸出電壓和所述三相輸出電流，計算每個所述級聯型儲能變換器的有功功率和無功功率；

根據每個所述級聯型儲能變換器的SOC值，計算每個所述級聯型儲能變換器的SOC值與平均值的差值；所述平均值是所有所述級聯型儲能變換器的SOC值的和求平均后確定的；

根據所述有功功率、所述無功功率以及所述差值，采用改進型下垂控制方式，確定每個所述級聯型儲能變換器的調節頻率和調節電壓幅值；

根據每個所述級聯型儲能變換器的調節頻率和調節電壓幅值，對應調節所述級聯型儲能變換器的SOC值。

可選的，所述根據所述三相輸出電壓和所述三相輸出電流，計算每個所述級聯型儲能變換器的有功功率和無功功率，具體包括：

對所述三相輸出電壓進行變換處理，得到d軸電壓分量和q軸電壓分量；

對所述三相輸出電流進行變換處理，得到d軸電流分量和q軸電流分量；