[发明专利]针对串并联电池储能系统的分布式均能控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种针对串并联电池储能系统的分布式均能控制方法及装置，串并联电池储能系统包括多个并联的储能组串子系统，每个储能组串子系统包括多个串联的电池变换模块，其中，多个模块分为领队型模块和跟随型模块，控制方法包括以下步骤：获取储能组串子系统在模式切换和目标分配过程中产生的补偿偏置信号；将补偿偏置信号发送至领队型模块，并通过分布式通信网络使得所有电池变换模块间共享领队型模块接收的补偿偏置信号；根据补偿偏置信号对储能组串子系统内所有模块进行串内功率因数角一致同步和能量均衡控制，以使得所有模块输出的有功功率和荷电状态一致。该方法可以有效提高系统通信干扰故障下的可靠性，并有效降低系统成本。

技术领域

本发明涉及微电网技术、电力控制技术领域，特别涉及一种针对串并联电池储能系统的分布式均能控制方法及装置。

背景技术

随着新能源电力系统的蓬勃发展，风电、光伏等可再生能源装机容量的快速增长，由于其波动性、间歇性增加了发电和需求的双重不确定性，引发了更为严重的负荷和发电的矛盾，如何科学应对，是摆在人们面前的重大难题。目前，利用储能系统与可再生能源发电相结合形成联合系统，储存多余电能以便在需求高峰期使用，不仅能够实现电能的平滑输出，提高电源质量，削峰填谷，减少波动，而且可以增强电力系统的灵活性，使其输出可控和可调度，成为解决上述难题的重要方式。

目前，针对大规模储能电站的物理连接结构和协调控制算法，仍然处于探索示范性工程阶段，大多采用低压串并联后变压器升压或者中高压直挂的方式，前者由于储能规模较小，且采用变压器升压，其技术路线较为成熟；后者通过大量电池变换模块串并联后直接接入电网，由于减少了变换环节，具有更高的系统转换效率和功率占地比，受到了研究者和工程界越来越多的关注，当然其对应的系统协调控制和系统稳定提出了越来越高的要求。

然而，目前电池储能系统的协调管理控制系统绝大多数采用集中式模式，对通信依赖度高，且集中控制器由于处理数据能力受限限制了储能模块串并联的数量，严重影响了应用规模。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种针对串并联电池储能系统的分布式均能控制方法，可以有效提高系统通信干扰故障下的可靠性，并有效降低系统成本。

本发明的另一个目的在于提出一种针对串并联电池储能系统的分布式均能控制装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种针对串并联电池储能系统的分布式均能控制方法，所述串并联电池储能系统包括多个并联的储能组串子系统，每个储能组串子系统包括多个串联的电池变换模块，其中，多个模块分为领队型模块和跟随型模块，所述控制方法包括以下步骤：获取所述储能组串子系统在模式切换和目标分配过程中产生的补偿偏置信号；将所述补偿偏置信号发送至所述领队型模块，并通过分布式通信网络使得所有电池变换模块间共享所述领队型模块接收的所述补偿偏置信号；根据所述补偿偏置信号对所述储能组串子系统内所有模块进行串内功率因数角一致同步和能量均衡控制，以使得所有模块输出的有功功率和荷电状态一致。

本发明实施例的针对串并联电池储能系统的分布式均能控制方法，可以通过融合串内分布式协同和串间分散式自治的控制，实现整体储能系统内各个电池变换模块间的功率均衡和荷电状态均衡，并基于去中心化思想的串内分布式稀疏通信和串间无通信，无需复杂通信网络，即可提高了系统通信干扰故障下的可靠性，有效降低系统成本。

另外，根据本发明上述实施例的针对串并联电池储能系统的分布式均能控制方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述通过分布式通信网络使得所有电池变换模块间共享所述领队型模块接收的所述补偿偏置信号，包括：利用所述领队型模块与周围跟随型模块间的分布式通信网络共享所述补偿偏置信号；当跟随型模块获取所述补偿偏置信号后，利用跟随型模块之间的分布式通信网络将所述补偿偏置信号共享给周围模块，并利用分布式一致性原理实现所有模块间的补偿偏置信号共享。