[發明專利]儲能系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202211340874.2
• 申請日: 2022-10-30
• 公開（公告）號: CN115579926B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 馮金生;李康龍;廖美發;廖世培;舒名華;張寶
• 申請（專利權）人: 廣州菲利斯太陽能科技有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J7/35
• 代理公司: 長沙睿翔專利代理事務所(普通合伙) 43237
• 代理人: 周松華;孫建霞

本發明公開了一種儲能系統及其控制方法。儲能系統包括逆變器并網控制環路和光伏直流變換器控制環路，所述逆變器并網控制環路上設有第一電池電壓上限限幅環路和電池電壓下限限幅環路，所述光伏直流變換器控制環路上設有第二電池電壓上限限幅環路和母線電壓上限限幅環路；通過對電池電壓上下限檢測以及母線電壓上限檢測，根據儲能系統的運行模式判斷及檢測結果，自動投切第一電池電壓上限限幅環路、電池電壓下限限幅環路、第二電池電壓上限限幅環路和母線電壓上限限幅環路，并根據環路結果調整逆變器及光伏直流變換器輸出功率。本發明通過加入額外的控制約束環路，自動調整逆變器和光伏直流變換器的功率控制。

技術領域

本發明涉及電化儲能技術領域，更具體地說，特別涉及儲能系統及其控制方法。

背景技術

通常儲能系統拓撲如圖1所示，主要包含0個或一個或多個光伏直流變換器102，0個或一個或多個電池直流變換器103，一個逆變器104，其中光伏直流變換器102前端輸入為光伏電池106，電池直流變換器103前端輸入為電池107，光伏直流變換器102和電池直流變換器103的輸出一起接到逆變器104的輸入端，逆變器104的輸出端接到電網105和負載108。當光伏直流變換器102為0個時，系統不接入光伏電池106，當電池直流變換器103為0個時，電池107直接接到逆變器104的輸入端。當電網電壓正常時，系統并網運行時，當電網電壓異常時，系統切換至離網運行。系統工作時，電池直流變換器103控制輸出端母線電壓到恒定值，逆變器104根據調度系統功率給定進行功率控制，光伏直流變換器102根據光伏電池106最大功率點進行功率控制。根據功率平衡，有光伏直流變換器總輸出功率110+電池直流變換器總輸出功率111=逆變器輸出功率112。

現有儲能系統控制方法中，由于逆變器需要響應調度系統功率指令，讓電池直流變換器來穩定母線電壓，因此沒有專門的控制環節對電池電壓和電池功率進行直接控制，當檢測當電池功率超過一定值時，通過功率平衡公式，光伏功率減去電池功率獲取到逆變器的輸出功率給定進行控制；檢測當電池電壓超過一定值時，線性地衰減逆變器功率指令值，同時通過功率平衡公式，對光伏直流變換器的輸出功率給定進行控制。該方法對電池電壓和電池充放電功率的控制具有一定的滯后性，且當逆變器和光伏直流變換器的功率響應和功率控制精度不足時，都會影響電池的安全性能。

基于以上控制方法上的不足，確有必要開發儲能系統及其控制方法，從逆變器和光伏直流變換器控制環路入手，通過加入額外的控制約束環路，自動調整逆變器和光伏直流變換器的功率控制，解決了儲能系統各功率模塊間的功率分配以及安全約束問題，通過以控制約束環路代替系統功率平衡計算，提高了系統動態響應速度并降低了系統控制邏輯的復雜性。

發明內容

本發明的目的在于提供儲能系統及其控制方法，以克服現有技術所存在的缺陷。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

儲能系統，包括逆變器并網控制環路和光伏直流變換器控制環路，所述逆變器并網控制環路上設有第一電池電壓上限限幅環路和電池電壓下限限幅環路，所述光伏直流變換器控制環路上設有第二電池電壓上限限幅環路和母線電壓上限限幅環路；通過對電池電壓上下限檢測以及母線電壓上限檢測，根據儲能系統的運行模式判斷及檢測結果，自動投切第一電池電壓上限限幅環路、電池電壓下限限幅環路、第二電池電壓上限限幅環路和母線電壓上限限幅環路，并根據環路結果調整逆變器及光伏直流變換器輸出功率。

本發明還提供根據上述的儲能系統的控制方法，包括以下步驟，

步驟S301，判斷儲能系統的運行模式；

步驟S302，若儲能系統的運行模式為并網運行時則執行步驟S303；

步驟S303，儲能系統判斷到電池電壓是否到上限限幅，若是則執行步驟S304，否則執行步驟S309；

步驟S304，觸發第一電池電壓上限限幅環路自動生效；