[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

本發明公開了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，所述方法將虛擬儲能電站分布式電池架構、基于基站儲能電池與配電網的實時監控狀態信息進行儲能電池的逆變控制，實現儲能電池與配電網之間的能量回饋，滿足配電網供電不足情況下或斷電情況下基站的不間斷供電需求，解決通信基站因為供電部門高壓線路施工、或者是異常災害導致的供電線路故障，有效降低基站備用發電設備的成本，增強基站系統運行可靠性。本發明適用于當由于地震、洪水等自然災害導致長時間市電供電不足、儲能電池因供電時間過長、備用柴油發電機因現場交通不能及時投入工作，難以滿足基站通訊設備與空調供電的難題。

技術領域

本發明屬于電力電子和智能電網控制領域，涉及一種基于通信基站分布式鋅溴液流電池架構的虛擬儲能電站控制方法。

背景技術

通信基站是保障通信的基礎設施，要求24小時不間斷工作。目前通信基站多采用市電與蓄電池組構成的不間斷供電系統，其中通訊設備功率一般為2.5kW/40VDC、空調功率為2.5kW/380VAC。在正常情況下通訊設備與空調由市電供電，市電斷電10個小時以內由液流電池組(或柴油發電機)供電。有如下問題需要迫切解決：1)當市電正常供電時，為了保證液流電池總是處于良好的工作狀態，對于長期擱置不用的液流電池，每隔一定時間重新放電充電一次，以達到激活的目的，恢復電池原有的容量。因此即便是在市電正常供電情況下也需要適當地對基站儲能電池進行充放電處理。2)當由于地震、洪水等自然災害導致長時間市電供電不足、液流電池又因不能維持長時間供電(超過10個小時)難以滿足基站通訊設備與空調用電需求。如果通過建立專用的電池儲能電站解決這一問題成本十分高昂，其投資成本約為1200元/kWh、充放電成本約為0.5元/kWh。

發明內容

為了解決在市電發生故障或者極端惡劣天氣下通信基站能夠不間斷供電的問題，本發明提供了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，將虛擬儲能電站分布式電池架構、基于基站儲能電池與配電網的實時監控狀態信息進行儲能電池的逆變控制，實現儲能電池與配電網之間的能量回饋，滿足配電網供電不足情況下或斷電情況下基站的不間斷供電需求，解決通信基站因為供電部門高壓線路施工、或者是異常災害導致的供電線路故障，有效降低基站備用發電設備的成本，增強基站系統運行可靠性。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

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，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(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)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，為虛擬儲能電站的電池逆變控制提供控制基礎。

步驟二、對任一基站，通過信號采樣及調理電路對電源電壓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采樣并轉換為可以為DSP2812芯片的A/D采樣模塊可以接受的0～3.3V的電壓信號，DSP通過數字濾波提取基波電壓、基波電流、直流電壓、直流電流信號作為Buck-Boost及逆變器控制的參考基礎，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。

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。首先Boost變換器動作將儲能電池的DC48V電壓變換至DC537V，之后經DC/AC逆變器變換為380V/50Hz輸送到故障基站所在電力線。