[發明專利]一種級聯式電能質量治理裝置儲能電池的充放電控制方法

有效

• 申請號: 202110779113.6
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113595111B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 沈煜;胡偉;楊志淳;楊帆;雷楊;宿磊;唐澤洋;王文爍
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J7/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

本發明提供一種級聯式電能質量治理裝置儲能電池的充放電控制方法，屬于電力電子裝置的控制技術領域。本發明通過實時采集級聯式電能質量綜合治理裝置內各儲能電池SOC狀態、儲能電池充放電電流、電網側輸入電流諧波含量，動態調節儲能電池均衡控制比例調節系數，從而在實現裝置內各儲能電池SOC狀態均衡的同時，保證電網側輸入電流的諧波含量一直處于標準要求范圍內。本發明方法基于SOC均衡外環和電流內環的軟件控制實現、控制邏輯簡單、效果明顯，有利于工程應用。

技術領域

本發明涉及電力電子裝置的控制技術領域，具體是一種級聯式電能質量治理裝置儲能電池的充放電控制方法。

背景技術

隨著我國制造業的產業升級，一批以精密加工、芯片電子制造、數據中心等為代表的高新技術產業得到快速發展。考慮到高新技術產業中的高精尖設備對電壓暫降、諧波、三相不平衡等電能質量的要求高，這使得電能質量問題越來越突出，因此保證負載的高質量供電成為亟需解決的問題之一。

基于現代電力電子技術和現代控制理論，級聯式電能質量綜合治理裝置可以解決三相不平衡、電流諧波和電壓波動等全電能質量問題，因此得到了廣泛應用。一般的，為了更好的解決電能質量當中的電壓暫降問題，級聯式電能質量綜合治理裝置會在其基本功率單元中增加儲能電池，以便于對負載進行連續、安全、穩定的供電。但是，增加儲能電池后的級聯式電能質量綜合治理裝置，由于電池特性參數不一致、電池老化等原因會導致裝置內各儲能電池出現荷電狀態(State?of?Charge,SOC)不均衡的問題，進而造成裝置儲能容量減額和安全穩定運行。此外，當對裝置內各儲能電池進行均衡控制時，各電池單元充放電電流會出現一定的差異，這種差異化的電流會造成移相變壓器二次側電流不平衡，從而促使電網側輸入電流的諧波含量增大。因此，如何均衡級聯式電能質量綜合治理裝置中各電池單元的荷電狀態，同時保證均衡過程中各儲能電池充放電電流的差異，不會對電網側輸入電流造成諧波污染，已引起了國內外研究學者的廣泛關注。

發明內容

本發明的目的是提出一種級聯式電能質量治理裝置儲能電池的充放電控制方法，以實現裝置內各儲能電池SOC狀態的均衡，同時保證電網側輸入電流的諧波含量處于標準要求范圍內。

本發明提出的一種級聯式電能質量治理裝置儲能電池的充放電控制方法，包括如下步驟：

步驟一、獲取級聯式電能質量綜合治理裝置每一相中各儲能電池的SOC狀態值以及電網側輸入電流諧波含量THD_a，并設定諧波含量調節閾值A；

步驟二、根據級聯式電能質量綜合治理裝置每一相中各儲能電池的SOC狀態值計算各儲能電池的SOC狀態平均值以及總的儲能電池?SOC狀態平均值；

步驟三、計算各儲能電池單元SOC狀態值與總的儲能電池SOC?狀態平均值的差值ΔSOC_dai；

步驟四、結合裝置各儲能電池實際充放電電流和SOC實時狀態，定義裝置內各儲能系統雙向DC/DC變換器均衡控制外環反饋指令I_dai^*計算表達式如下：

式中，P為儲能電池均衡控制比例調節系數，取值為K_A或者K_B；

步驟五、將電網側輸入電流諧波含量THD_a和裝置諧波含量調節閾值A進行比較，若THD_a≤A，儲能電池均衡控制比例調節系數P＝K_A，否則P＝K_B；