[發明專利]基于基站分布式鋅溴液流電池的虛擬儲能電站控制方法

在審

• 申請號: 202110351711.3
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113067402A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 王立國;韓亞凱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J7/34;H02J7/00;H02J3/32;H02J13/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 李智慧

1.一種基于基站分布式鋅溴液流電池的虛擬儲能電站控制方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

步驟一、構建分布式基站鋅溴液流電池虛擬電站架構，據此利用電池組與配電網數據采集及遠程監控系統進行基站電池數據采集與監控數據的管理分析，各基站間通過GPRS進行實時數據傳輸、遠程監控；

步驟二、對任一基站，對電源電壓u_s、電源電流i_s、電池電壓u_PV、放電電流i_PV、逆變器的母線電壓u_dc與輸出電壓u_inv采樣并轉換為0～3.3V的電壓信號至A/D輸入，DSP通過數字濾波提取基波電壓、基波電流、直流電壓、直流電流信號；

步驟三、主控基站根據監測到的配電網信息判斷斷電基站的位置，再根據各基站儲能電池的實際監控信息，根據故障基站所需電能由控制電路發出儲能電池的逆變控制指令給故障基站所在單元或臨近單元的儲能電池；

步驟四、正常為設備供電情況下，當儲能電池放電到一次下電電壓設定值時，逆變器自動斷開一次負載，剩余電能全部供給二次負載，放電電壓下降到電池電壓保護值時，系統自動脫開全部負載。

2.根據權利要求1所述的基于基站分布式鋅溴液流電池的虛擬儲能電站控制方法，其特征在于所述步驟一中，基站電池數據包括電池組本身電壓、電流數據、配電網的電壓、電流數據采集、基站設備的用電度量。

3.根據權利要求1所述的基于基站分布式鋅溴液流電池的虛擬儲能電站控制方法，其特征在于所述步驟一中，電池組與配電網數據采集及遠程監控系統中，位于同一圓周上每10個臨近基站組成一個單元，其一為主控基站，其余為供電基站，主控基站實時監測自己及供電基站儲能電池的狀態，并負責與其它單元通信，一旦監測到本單元或臨近單元某一基站需要供電、或接到其它主控單元發來的供電指令時，控制本單元各基站儲能電池放電，經DC48V至DC537V Boost、DC537V至AC380V變換至基站配電網，此時基站配電網等效為虛擬儲能電站，為電力故障基站提供電力供給。

4.根據權利要求1所述的基于基站分布式鋅溴液流電池的虛擬儲能電站控制方法，其特征在于所述步驟二中，DSP對逆變器輸出電流與其設定值的差值實時計算，即對逆變器母線電壓與其設定值的差值實時計算，即之后選擇對應的PI參數(K_pc,K_ic)、(K_pv,K_iv)進行逆變控制，其中(K_pc,K_ic)、(K_pv,K_iv)分別為電流內環以及電壓外環比例調節增益與積分調節增益。

5.根據權利要求1所述的基于基站分布式鋅溴液流電池的虛擬儲能電站控制方法，其特征在于所述步驟四中，設i為電池的負載電流、u_ab為電池的輸出電壓、u_Cr為電池的極化電壓、R_r、R₀及R_a為電池的相關等效內阻，支路r表示充放電過程可逆反應；支路a表示充放電過程不可逆反應，儲能電池放電滿足如下關系式：

公式1：u_ab-R₀i_m-R_ri_r-E₀＝0；

公式2：i_a＝(u_ab-u_c)/R_a；

公式3：i＝i_a+i_m；

公式4：

6.根據權利要求1所述的基于基站分布式鋅溴液流電池的虛擬儲能電站控制方法，其特征在于所述步驟四中，逆變器參數滿足如下條件：

流過母線電容的電流與母線電容值C₁之間滿足：

公式5：

設Q_N為逆變器額定容量，u_inv為逆變器輸出電壓，則母線電容最小值為：

公式6：

逆變器輸出濾波電抗器表示為：

公式7：