[发明专利]一种MMC电池储能系统相间SOC均衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池储能领域，应用于储能电站、风储系统等大规模电池储能的场合，具体地，涉及一种MMC电池储能系统载波移相调制相间SOC均衡方法。

背景技术

电池储能系统主要实现能量的存储和释放，其主要组成部分包括储能电池和储能变流器（Power Conversion System-PCS）。PCS主要实现充放电控制、功率调节等功能。基于MMC结构的电池储能变流器系统由于引入了多电平技术，减小了电力电子器件上的电压应力；并且因为结构上的优势，每相环流信号可以相对独立的控制，从而容易实现三相电池组之间的SOC均衡；系统同时拥有直流和交流接口的特殊结构，可同时连接直流电网与交流电网，在交直流配电领域将有较大的应用潜力。

储能系统的均衡控制对于保证储能系统的运行寿命至关重要。在MMC电池储能系统中，由于三相储能电池本身的差异以及可能出现的维护、更新等原因，三相之间的储能电池单元荷电状态SOC可能不同，为了最大限度利用储能系统的存储容量和保证电池寿命，需要对相间储能电池单元的SOC进行均衡控制。均衡控制策略与储能系统的调制方法紧密相关。MMC电池储能系统若采用载波移相调制方式，则由载波移相调制本质上决定了，在各相调制比、端口电压、电池SOC相同的情况下，各相在一个工频周期内充电或放电功率相同，即对于三相SOC本身就均衡的情况，不需要额外的均衡算法来进行相间充放电功率的平衡。但对于三相SOC本身就不一致的情况下，如何通过载波移相调制实现相间SOC均衡控制尚未见文献公开报道。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种MMC电池储能系统载波移相调制相间SOC均衡方法，根据各相储能电池的SOC，设定一个基准值SOC_R，按照各相储能电池的SOC与基准值SOC_R关系，改变各相的环流控制信号值，从而实现控制储能电池SOC不同的三相，其充放电功率也不同的目的，最终实现三相间储能电池SOC的均衡。

为实现上述目的，本发明提供一种MMC电池储能系统载波移相调制相间SOC均衡方法，该方法首先采集储能电池SOC信息及充、放电状态，即通过电池管理系统采集各相储能电池的SOC信息及此时系统所处充、放电状态；计算各相的环流控制信号值，即根据PCS系统所处不同状态以及各相储能电池SOC与基准值SOC_R的关系调节对应环流控制信号值大小。

具体的，所述方法分充、放电两种状态，通过从电池管理系统获得的三相储能电池SOC，计算各相环流控制信号值，具体步骤如下：

(1)获取三相储能电池SOC信息：通过电池管理系统采集各相储能电池的SOC信息以及充放电状态；

(2)根据各相SOC大小设定基准值SOC_R；

(3)根据储能系统充、放电状态，及与基准值SSOC_R的关系，计算各相的环流控制信号值；

A：系统处于放电状态

若某个功率模块SOC小于基准值SOC_R，则增加该相的环流控制信号值，若大于基准值SOC_R，则减小该相的环流控制信号值；

B：系统处于充电状态

若某个功率模块SOC小于基准值SOC_R，则增加该相的环流控制信号值，若大于基准值SOC_R，则减小该相的环流控制信号值。

优选地，步骤(2)中，设所采集的三相储能电池的SOC为：SOC_a，SOC_b，SOC_c，按照由低到高顺序进行排列，根据三相SOC大小，设定一个基准值SOC_R，并设置一个不动作区间，若一相储能电池SOC在此区间内，则相间均衡策略不启用。若在此区间之外，则启动相间均衡策略，通过计算调整该相环流控制信号大小。

优选地，步骤(3)中：

A：系统处于放电状态

此时环流控制信号为负，若一相功率模块SOC_y小于SOC_R，则增加该相的环流控制信号值，减小该相放电电流，即少放电；若一相功率模块SOC_y大于SOC_R，则减小该相的环流控制信号值，增加该相放电电流，即多放电，最终使三相间SOC均衡；

B：系统处于充电状态