[发明专利]一种可实现电能质量控制的储能系统及其控制方法

权利要求书

1.一种可实现电能质量控制的储能系统，其特征在于，该系统包括采样模块、控制器和输出模块，所述的控制器通过采样模块测量当前系统中的电压电流信号，所述的控制器对采样数据处理计算后，分析得出当前系统所处运行状态，结合当前电网情况、系统状态及预设控制参数更新电流输出指令，所述的控制器将更新后的电流指令发送至输出模块进行控制输出，同时控制采样模块进行信号采样；所述的输出模块根据控制端发送的电流输出指令对输出电流幅值及模式进行更新。

2.根据权利要求1所述的一种可实现电能质量控制的储能系统，其特征在于，所述的控制器包括自适应陷波器，该自适应陷波器对采样模块输入的电压电流信号进行陷波处理。

3.根据权利要求2所述的一种可实现电能质量控制的储能系统，其特征在于，所述的自适应陷波器采用快速RLS算法。

4.根据权利要求2所述的一种可实现电能质量控制的储能系统，其特征在于，所述的采样模块包括电流采样电路和电压采样电路。

5.根据权利要求2所述的一种可实现电能质量控制的储能系统，其特征在于，所述的，所述的控制器的陷波处理包括系统中谐波分量的滤除与基波分量的提取。

6.根据权利要求5所述的一种可实现电能质量控制的储能系统，其特征在于，所述的，所述的谐波分量的滤除与基波分量的提取过程具体包括以下步骤：

步骤1、由采样模块将采样信号送入控制器内的自适应陷波器；

步骤2、自适应陷波器利用快速RLS算法，根据反馈信号和参考输入对权系数进行联合估计，从而使得到的组合正弦波的振幅与相角和输入信号中的基波分量一致，以此达到陷波目的，并滤出输入信号中的谐波分量；

步骤3、对自适应陷波器输出的基波信号进行Clark变换；

步骤4、构造90°移相因子，得到与三相基波信号相对应的三相基波正交信号；

步骤5、将三相基波信号与其对应正交信号送入正负序提取环节，得到不含谐波分量的基波正负序信号。

7.一种采用权利要求1所述可实现电能质量控制的储能系统的控制方法，其特征在于，该方法先根据应用需求确定储能容量及电能质量补偿容量，然后通过对储能装置荷电状态进行监测来判断当前输出容量与总容量的占用比，最后根据当前储能装置输出状态与剩余容量值来对储能装置充放电状态进行切换。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述的控制方法具体包括以下步骤：

步骤1、通过采样检测对当前系统运行状态进行监测，对容量中划分为储能容量和电能质量补偿容量的部分分别进行状态判断；

步骤2、将储能装置中初始设定的储能容量与电能质量补偿容量等价为由两个并联电池组构成的等效模型，根据二者各自的荷电状态，将储能装置定义为八种应用状态；

步骤3、控制器根据储能装置当前所处的应用状态对控制策略及输出命令进行调整，并继续进行对系统运行环境的监测。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述的八种应用状态包括：

其中Bstate和Rstate分别用来表示储能容量和电能质量补偿容量当前的荷电状态，“+”，“-”分别代表该部分储能容量处于放电状态或充电状态，BQlow和BQhigh分别表示储能容量的最低和最高限值，RQlow和RQhigh分别表示电能质量补偿容量的最低和最高限值。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，对应储能装置当前所处的应用状态，所述的控制器的控制策略及输出命令包括：

应用状态1：此状态下，系统进入储能容量过放保护模式，电能质量补偿容量仍可根据系统需求在充放电状态间进行切换，系统的放电需求均由电能质量补偿容量来实现，储能容量不再对放电命令进行响应；系统的充电命令优先由储能容量进行响应；

应用状态2：此状态下，系统进入储能容量过充保护模式，电能质量补偿容量仍可根据系统需求在充放电状态间进行切换，系统的充电需求均由电能质量补偿容量来实现，储能容量不再对充电命令进行响应；系统的放电命令优先由储能容量进行响应；

应用状态3：此状态下，系统进入电能质量补偿容量过放保护模式，储能容量仍可根据系统需求在充放电状态间进行切换，系统的放电需求均由储能容量来实现，电能质量补偿容量不再对放电命令进行响应；系统的充电命令优先由电能质量补偿容量进行响应；

应用状态4：此状态下，系统进入电能质量补偿容量过充保护模式，储能容量仍可根据系统需求在充放电状态间进行切换，系统的充电需求均由储能容量来实现，电能质量补偿容量不再对充电命令进行响应；系统的放电命令优先由电能质量补偿容量进行响应；

应用状态5：此状态下，系统进入储能容量过放保护，电能质量补偿容量过充保护模式，系统的放电命令均有电能质量补偿容量进行响应，系统的充电命令均由储能容量进行响应；

应用状态6：此状态下，系统进入储能容量过充保护，电能质量补偿容量过放保护模式，系统的充电命令均有电能质量补偿容量进行响应，系统的放电命令均由储能容量进行响应；

应用状态7：此状态下，系统进入过放保护模式，系统只对充电命令进行响应，并对外发送系统荷电状态过低警报；

应用状态8：此状态下，系统进入过充保护模式，系统只对放电命令进行响应，并对外发送系统荷电状态过高警报。