[發明專利]一種鏈式儲能系統的均衡控制方法及策略

在審

• 申請號: 202210363928.0
• 申請日: 2022-04-07
• 公開（公告）號: CN114678935A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 袁志昌;郭明珠;屈魯;賈娜;余占清;茍立峰;曾嶸;周興達;趙彪;唐博進;馬小婷;尹立坤;宋強;周淵
• 申請（專利權）人: 中國長江三峽集團有限公司;清華大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J3/32;H02J3/18
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張迎新;史光偉

本發明公開了一種鏈式儲能系統的均衡控制方法及策略，其中方法包括以下步驟：計算三相換流鏈荷電狀態平均值與每相換流鏈荷電狀態平均值的差值，得到每相換流鏈的荷電狀態差值；計算每相換流鏈的荷電狀態差值與換流鏈間荷電狀態均衡系數以及對應換流鏈有功功率參考值的絕對值的乘積，得到每相換流鏈的疊加有功功率參考值；將所述疊加有功功率參考值疊加至對應換流鏈有功功率參考值，得到每相換流鏈的有功功率最終參考值；根據每相換流鏈的有功功率最終參考值，計算每相換流鏈的有功電流參考值；根據每相換流鏈的有功電流參考值對每相換流鏈的瞬時電流進行調節。本發明可實現鏈式儲能系統中的荷電狀態均衡控制，同時避免過調制。

技術領域

本發明屬于儲能及無功補償系統控制領域，特別涉及一種鏈式儲能系統的均衡控制方法及策略。

背景技術

大規模新能源接入交流電網后，由于風能和光能的隨機性和波動性，以及風電與光伏機組無慣量、弱阻尼的特征，會對電網造成較大的功率和頻率擾動；此外，變流器與電網相互作用會導致寬頻振蕩等新興穩定性問題，造成機組跳閘乃至設備損壞，危及電網的安全穩定運行。為了解決上述問題，大規模新能源場站配置無功補償裝置和大規模儲能裝置成為未來大規模新能源開發的常態，鏈式儲能系統在大規模新能源場站并網系統中具有廣泛的應用前景。

鏈式儲能變換器因為由眾多單相H橋模塊組成，各個儲能電池之間相互獨立，因此需要考慮各儲能電池的荷電狀態(SOC)均衡問題。針對鏈式儲能系統相內SOC和相間SOC不均衡問題，亟需一種均衡控制策略。

發明內容

針對上述問題，本發明采用的技術方案是：一種鏈式儲能系統的均衡控制方法，所述鏈式儲能系統中三相換流鏈的每相換流鏈均包括串聯的多個功率模塊，每個所述功率模塊均包括儲能電池；所述均衡控制方法包括三相換流鏈之間各功率模塊荷電狀態均衡控制方法，所述三相換流鏈之間各功率模塊荷電狀態均衡控制方法包括以下步驟：

計算三相換流鏈荷電狀態平均值與每相換流鏈荷電狀態平均值的差值，得到每相換流鏈的荷電狀態差值；

計算每相換流鏈的荷電狀態差值與換流鏈間荷電狀態均衡系數以及對應換流鏈有功功率參考值的絕對值的乘積，得到每相換流鏈的疊加有功功率參考值；

將所述疊加有功功率參考值疊加至對應換流鏈有功功率參考值，得到每相換流鏈的有功功率最終參考值；

根據每相換流鏈的有功功率最終參考值，計算每相換流鏈的有功電流參考值；

根據每相換流鏈的有功電流參考值對每相換流鏈的瞬時電流進行調節。

可選地，在所述的計算每相換流鏈的荷電狀態差值與換流鏈間荷電狀態均衡系數以及對應換流鏈有功功率參考值的絕對值的乘積之后，還包括對乘積結果進行限幅。

可選地，在所述的計算每相換流鏈的有功電流參考值中，具體為：

計算每相換流鏈的有功功率最終參考值和有功功率測量值的差值，并進行PI調節，得到每相換流鏈定有功功率控制模式的有功電流參考值。

可選地，所述均衡控制方法還包括每相換流鏈內各功率模塊荷電狀態均衡控制方法，所述的每相換流鏈內各功率模塊荷電狀態均衡控制方法包括以下步驟：

計算換流鏈內各功率模塊荷電狀態實際值與換流鏈內功率模塊荷電狀態平均值的差值，得到各功率模塊的功率模塊荷電狀態差值；

根據功率模塊荷電狀態差值對各功率模塊的電壓調制波進行調節，以控制各功率模塊的充放電速率。

可選地，在所述的根據功率模塊荷電狀態差值對各功率模塊的電壓調制波進行調節中，包括以下步驟：

計算各功率模塊荷電狀態差值與換流鏈內荷電狀態均衡系數以及換流鏈電流的乘積，得到各功率模塊的疊加電壓參考波；