[发明专利]一种级联式电能质量治理装置储能电池的充放电控制方法

说明书

本发明提供一种级联式电能质量治理装置储能电池的充放电控制方法，属于电力电子装置的控制技术领域。本发明通过实时采集级联式电能质量综合治理装置内各储能电池SOC状态、储能电池充放电电流、电网侧输入电流谐波含量，动态调节储能电池均衡控制比例调节系数，从而在实现装置内各储能电池SOC状态均衡的同时，保证电网侧输入电流的谐波含量一直处于标准要求范围内。本发明方法基于SOC均衡外环和电流内环的软件控制实现、控制逻辑简单、效果明显，有利于工程应用。

技术领域

本发明涉及电力电子装置的控制技术领域，具体是一种级联式电能质量治理装置储能电池的充放电控制方法。

背景技术

随着我国制造业的产业升级，一批以精密加工、芯片电子制造、数据中心等为代表的高新技术产业得到快速发展。考虑到高新技术产业中的高精尖设备对电压暂降、谐波、三相不平衡等电能质量的要求高，这使得电能质量问题越来越突出，因此保证负载的高质量供电成为亟需解决的问题之一。

基于现代电力电子技术和现代控制理论，级联式电能质量综合治理装置可以解决三相不平衡、电流谐波和电压波动等全电能质量问题，因此得到了广泛应用。一般的，为了更好的解决电能质量当中的电压暂降问题，级联式电能质量综合治理装置会在其基本功率单元中增加储能电池，以便于对负载进行连续、安全、稳定的供电。但是，增加储能电池后的级联式电能质量综合治理装置，由于电池特性参数不一致、电池老化等原因会导致装置内各储能电池出现荷电状态(State of Charge,SOC)不均衡的问题，进而造成装置储能容量减额和安全稳定运行。此外，当对装置内各储能电池进行均衡控制时，各电池单元充放电电流会出现一定的差异，这种差异化的电流会造成移相变压器二次侧电流不平衡，从而促使电网侧输入电流的谐波含量增大。因此，如何均衡级联式电能质量综合治理装置中各电池单元的荷电状态，同时保证均衡过程中各储能电池充放电电流的差异，不会对电网侧输入电流造成谐波污染，已引起了国内外研究学者的广泛关注。

发明内容

本发明的目的是提出一种级联式电能质量治理装置储能电池的充放电控制方法，以实现装置内各储能电池SOC状态的均衡，同时保证电网侧输入电流的谐波含量处于标准要求范围内。

本发明提出的一种级联式电能质量治理装置储能电池的充放电控制方法，包括如下步骤：

步骤一、获取级联式电能质量综合治理装置每一相中各储能电池的SOC状态值以及电网侧输入电流谐波含量THD_a，并设定谐波含量调节阈值A；

步骤二、根据级联式电能质量综合治理装置每一相中各储能电池的SOC状态值计算各储能电池的SOC状态平均值以及总的储能电池 SOC状态平均值；

步骤三、计算各储能电池单元SOC状态值与总的储能电池SOC 状态平均值的差值ΔSOC_dai；

步骤四、结合装置各储能电池实际充放电电流和SOC实时状态，定义装置内各储能系统双向DC/DC变换器均衡控制外环反馈指令I_dai^*计算表达式如下：

式中，P为储能电池均衡控制比例调节系数，取值为K_A或者K_B；

步骤五、将电网侧输入电流谐波含量THD_a和装置谐波含量调节阈值A进行比较，若THD_a≤A，储能电池均衡控制比例调节系数P＝K_A，否则P＝K_B；