[发明专利]不对称三相星形级联多电平混合储能系统的分相控制方法

权利要求书

1.一种不对称三相星形级联多电平混合储能系统的分相控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、分析单相电池链节输出电压、电流的稳定范围，确定三相星形系统的工作范围；

步骤2、对各相电池链节进行开环电压控制，使各电池链节输出指令电压，达到充放电平衡；

步骤3、根据电网电压和开环电压，计算电容链节有功电流和无功电流的相位；

步骤4、对各相电容链节进行有功电流控制、无功电流控制和电网电压前馈控制，使各电容链节输出指令电流，电容电压保持稳定；

步骤1中，确定三相星形系统共同的稳定工作范围的具体方法为：

步骤1.1、确定电池链节调制比和输出电压相位的稳定工作范围，具体公式为：

其中：

感性模式

容性模式

式中，M为各相电池链节数量，N为各相电容链节数量，v_bat为电池链节直流侧电压，v_cap为电容链节直流侧电压，v_s为电网电压，v_r1为电池链节总输出电压，v_r2为电容链节总输出电压，δ为v_r1与v_s夹角，K为电池链节总调制比，ω为电网电压基波频率，L为滤波电感；

步骤1.2、确定各相并网电流的稳定工作范围，具体公式为：

式中，α为电流工作相位；

步骤1.3、确定三相系统的电流工作范围，由范围最小的一相决定，若C相电流工作范围最小，则三相系统的电流工作范围具体为：

步骤2中，对各相电池链节进行开环电压控制的具体方法为：

步骤2.1、由锁相环获得电网电压v_s相位；

步骤2.2、根据给定的功率指令，确定并网电流的参考幅值Is^*和工作相位α，具体为：

式中，P^*为有功功率参考值，Q^*为无功功率参考值为，V_s为电网电压幅值，δ₁为电容链节总输出电压的相位，由于电容链节电压和电流垂直，δ₁确定后即得电流工作相位α：

α＝δ₁-π/2，感性模式

α＝δ₁+π/2，容性模式

步骤2.3、在确定的稳定范围内，通过矢量分析确定一组电池链节总输出电压v_r1的幅值和相对于电网电压v_s的相位δ；

步骤2.4、将电池链节总调制波由充电均衡控制分配到各链节，使各电池链节输出规定的指令电压，达到充放电平衡。

2.根据权利要求1所述的分相控制方法，其特征在于，步骤3中，计算电容链节有功电流相位和无功电流相位的具体方法为：

步骤3.1、根据电池链节开环电压v_r1的幅值和电网电压v_s，计算电容链节输出电压v_r2相对于电网电压v_s的相位δ₁的实际值，具体公式为：

式中，v_L为滤波电感电压，δ为电池链节总输出电压v_r1相对于v_s的相位；

步骤3.2、计算并网电流i_s相对于电容链节的有功电流分量i_{d_c}和无功电流分量i_{q_c}的相位，即α_{d_c}和α_{q_c}，具体公式为：

3.根据权利要求1所述的分相控制方法，其特征在于，步骤4中，对各相电容链节进行有功电流控制、无功电流控制和电网电压前馈控制的具体方法为：

步骤4.1、确定电容链节有功电流i_{d_c}的参考电压幅值，由各相电容链节直流侧电压Nv_cap参考值与实际值的误差，经比例积分控制得到；

步骤4.2、确定电容链节无功电流i_{q_c}的参考电压幅值，取并网电流的参考幅值Is^*；

步骤4.3、i_s参考值与实际值误差，经比例谐振控制，得到滤波电感参考电压v_L，再经由电网电压前馈，得到电容链节总参考电压v_r2；

步骤4.4、将电容链节总调制波由电压均衡控制分配到每一个电容链节，使直流侧稳压并输出指令电流。