[发明专利]级联式储能装置相内功率单元直流侧电池组荷电状态平衡控制方法

说明书

本发明提供了一种用于级联式储能装置相内功率单元直流侧电池组荷电状态平衡控制方法，通过反馈各单元直流侧电池组荷电状态、装置输出电流以及装置并网点电压，通过差值电压计算方法，在各H桥单元输出电压中叠加一个与电流方向一致的电压矢量来改变各H桥单元吸收或者释放的有功功率，从而使得同一相内各单元直流侧电池组荷电状态保持平衡。其次，在相同差值电压幅值的基础上，其调节结果为纯有功分量，保证了装置的调节效果为最优。

技术领域

本发明属于电力电子装置的控制技术领域，特别涉及一种用于级联式储能装置相内功率单元直流侧电池组荷电状态(简称：SOC)平衡控制方法。

背景技术

目前，以精密加工、芯片电子制造、数据中心等为代表的高端敏感用户具有经济产值高、示范效应强、供电质量要求高等特点，是我国电力体制改革背景下，售电侧多经营主体的市场竞争热点。

对于低压小容量的敏感设备而言，在保障电源供电可靠性的前提下，采用在线式不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)是解决电压暂降问题的最佳解决方法。然而，在10kV或35kV电压等级的系统中，由于受到电力电子器件耐压和通流能力的限制，导致低压较为常用的UPS技术方案无法得以实施。近年来，随着电力电子技术的发展，基于H桥级联技术的大功率变频调速器在中高压配电系统中得到了较为广泛应用，为大功率储能系统在中高压配电系统的应用打开了技术之门。

但是，由于级联式储能装置各H桥单元直流侧电池组的电特性不一致，会导致同一相内各直流侧电池组的荷电状态出现较大差异，从而影响装置安全、高效工作。因此需要对同一相内各直流侧电池组的荷电状态进行平衡控制。

发明内容

本发明提出了一种用于级联式储能装置相内功率单元直流侧电池组荷电状态平衡控制方法，通过同时改变级联式储能装置单元输出电压幅值及电压相角实现对同一相内功率单元荷电状态的平衡控制。

为解决上述技术问题，本发明提出的一种用于级联式储能装置相内功率单元直流侧电池组荷电状态平衡控制方法，该方法包括以下各步骤：

步骤1.通过电池组的电源管理系统，获取级联式储能装置每个H桥单元的直流侧电池组的荷电状态SOC，记为：SOC_du1..SOC_dun，SOC_dv1..SOC_dvn， SOC_dw1..SOC_dwn，其中，n表示每一相的级联数；

步骤2.根据上述获取的直流侧电池组荷电状态，滤除荷电状态的奇异值，得到滤波以后的直流侧单元电池组荷电状态值为

步骤3.利用公式求出三相中各相直流侧电池组的SOC平均值，记为:

步骤4.根据上述求出的三相中各相直流侧电池组的SOC平均值利用公式得到三相中每相第n个单元直流侧电池组的SOC差值，记为：ΔSOC_dun,ΔSOC_dvn,ΔSOC_dwn；

步骤5.通过电流传感器，分别获取级联式储能装置的三相输出电流i_u,i_v,i_w，并通过3S/2R坐标变换公式得到电流在d轴与q轴的分量i_d和i_q；

步骤6.根据上述d轴与q轴的分量i_d和i_q，利用公式g＝arctani_q/i_d，得到电流角度g；

步骤7.通过电压传感器，分别获取级联式储能装置与电网连接点的三相电网电压u_su,u_sv,u_sw，利用数字锁相环计算出电源电压的电角度wt；