[发明专利]一种复杂工况下分布式储能型MMC电池荷电状态三级均衡控制策略

权利要求书

1.一种复杂工况下分布式储能型MMC电池SOC三级均衡控制策略。其特征在于，本发明针对分布式储能型MMC电池在复杂工况下面临的电池SOC极度不均衡问题，提出一种复杂工况下的电池SOC三级均衡控制策略，实现子模块拓扑结构为电池经非隔离型双向DC-DC变换器并联于半、全桥子模块电容侧的分布式储能型MMC相间、桥臂间和子模块间的电池SOC均衡，提高各电池自身的能量利用率。该策略设计包括以下步骤：

步骤1：根据高电平大功率分布式储能型MMC拓扑结构、电池充放电机理和子模块工作模态，分析储能型MMC的不同运行模式和对应的运行工况，建立分布式储能型MMC控制策略和电池控制策略。

步骤2：在动稳态工况下，针对分布式储能型MMC相间、桥臂间和子模块间各电池SOC差异，应用梯形积分法离散不同时刻电池的荷电状态方程，建立离散时域预测功率模型。在此基础上，计算出使电池SOC趋近一致的充放电功率预测量，实现动稳态工况下的分布式储能型MMC相间、桥臂间和子模块间各电池SOC均衡。

步骤3：在交流故障工况下，切换不同的系统保护策略维持分布式储能型MMC的稳定安全运行和输出功率质量。在此同时，针对各电池SOC差异，应用离散时域预测功率模型计算出电池功率预测量，作用于双向DC-DC变换器进行电池充放电功率和SOC控制。

步骤4：在直流故障工况下，系统级控制切换至直流电流控制和双向DC-DC变换器切换至外环子模块电容电压控制，完成不闭锁直流故障穿越。针对各电池SOC差异，建立离散时域预测电流模型，计算出各电池电流修正量。将电池电流修正量叠加于DC-DC变换器外环电压控制生成的电流参考值，得到修正后的各电池电流参考值，实现复杂工况下的分布式储能型MMC所有电池SOC均衡问题。

2.根据权利要求1所述的复杂工况下分布式储能型MMC电池SOC三级均衡控制策略设计步骤，其特征在于，步骤1到步骤4，前一个步骤是后一个步骤执行的基础，这4个步骤彼此之间环环相扣、顺序执行，为一个有机的、不可分割的整体。针对远海风电友好接入的高电平大容量分布式储能型MMC在复杂工况下的电池荷电状态极度不均衡问题，能够针对子模块拓扑为电池经非隔离型双向DC-DC变换器并联在半、全桥的电容侧的分布式储能型MMC，实现各电池荷电状态均衡，提高各电池自身的能量利用率。同时考虑新能源发电的最大化利用和充分考虑协调运行的问题，也保证远海风电友好接入的高电平大容量分布式储能型MMC系统的稳定性和安全性。