[发明专利]储能变流器运行模式切换控制的方法、系统及装置

说明书

本申请提供一种储能变流器运行模式切换控制的方法、系统、装置及电子设备，涉及电池储能变流控制领域。该控制方法包括：DC/AC变换器控制直流母线电压保持恒定；根据运行模式，通过相应外环生成电池电流共用内环的控制参考值；利用所述电池电流内环控制所述DC/DC变换器；获取并锁存当前电池电流内环的控制参考值；执行运行模式切换，其中，在恒直流功率上采用门槛投入机制动态叠加交流功率闭环输出值，从而生成电池电流共用内环的控制参考值。根据本申请实施例的技术方案，可以减小切换过程直流母线电压波动；抑制模式切换瞬间控制变量突变。

技术领域

本申请涉及电池储能变流控制领域，具体而言，涉及一种储能变流器运行模式切换控制的方法、系统、装置及电子设备。

背景技术

近年来，电化学储能系统在促进清洁能源可持续发展方面发挥越来越大的作用。在电化学储能系统中，以全钒液流电池为典型的液流电池储能系统，因其容量配置灵活、安全高、寿命长、无污染等优点逐渐成为研究热点；由于电池开路，电压随着充放电状态的不同而产生较大的波动，不利于电压匹配，所以实际应用中储能变流器(PCS)大多数引入直流变换器，即构成DC/DC变换器加上DC/AC变换器的双级式PCS结构，可以提高直流侧适配能力，增加系统灵活性。

双级式PCS控制模式较单级式PCS控制模式复杂，需要考虑两级之间的协调配合问题。实际储能系统并网运行时，需要控制交流侧功率响应功率指令需求，即并网PQ运行模式，DC/AC变换器控制直流母线电压恒定，DC/AC变换器进行并网PQ控制；在电池充放电末期，为防止电池过充、过放，需要PCS具备自动转恒电池电压控制模式运行，即DC/DC变换器控制电池电压，DC/AC变换器用来控制直流母线电压；此外，对于液流电池还存在初始充电问题，即初始阶段需要恒电池电流充电来建立电池电压，即DC/DC变换器控制电池电流，DC/AC变换器控制直流母线电压。要实现以上功能需求，采用常规控制方法，会产生双级式PCS运行过程中前后级变换器模式切换问题，考虑前后级变换器之间的通讯延迟和模式切换控制延迟，切换瞬间直流母线电压无法有效控制，导致直流母线电压波动过大，损坏开关器件，甚至导致储能变流器失稳。

因此，研究双级式PCS协调控制方法，在满足系统功能需求的基础上，实现不同控制模式之间的平滑切换，保证切换过程直流母线电压波动在合理范围内，具有重要意义。

发明内容

本申请提供了一种储能变流器运行模式切换控制的方法、系统、装置及电子设备，保障在不同运行模式平滑切换DC/DC变换器控制模式，DC/AC变换器控制直流母线电压保持稳定，切换过程锁存和释放电池电流参考值，保障切换过程直流母线电压波动在合理范围内。

本申请的控制方法特征和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

根据本申请的一方面，提出一种用于储能变流器模式平滑切换控制的方法，所述储能变流器包括DC/DC变换器、DC/AC变换器和PWM脉冲调制调节器，所述运行模式包括恒电池电流运行模式、恒交流功率运行模式、恒电池电压运行模式，所述方法包括：DC/AC变换器控制直流母线电压保持恒定；根据运行模式，通过相应外环生成共用电池电流内环的控制参考值；利用所述电池电流内环控制所述DC/DC变换器；获取并锁存当前电池电流内环的控制参考值，将所述控制参考值作为将切换的相应外环的PI控制器的最大限幅值和最低限幅值的初值；执行运行模式切换，将切换后相应外环的PI控制器的限幅值切换为预定值，其中，述恒交流功率运行模式下，在恒直流功率上采用门槛投入机制动态叠加交流功率闭环输出值，从而生成电池电流共用内环的控制参考值。

根据一些实施例，所述恒电池电流运行模式的初始充电阶段，控制所述储能变流器零电压启动,以恒电流运行模式给电池充电。