[发明专利]一种单相链式电力电子储能变流器的控制方法

说明书

本发明提供一种单相链式电力电子储能变流器的控制方法，将整个储能变流器的控制分为四个环节：储能电池SOC控制环、储能单元级联逆变电流控制环、电网电压锁相和储能单元SOC平衡控制。目的是提供一种适用于不同电压等级、不同剩余容量的储能电池单元级联后的储能变流器控制方法，提高储能电池的利用率，使储能装置的电池选择更加灵活，同时使低压电池接入中压电网使用成为可能。

技术领域

本发明涉及储能变流器控制算法设计技术领域，特别涉及一种单相链式电力电子储能变流器的控制方法。

背景技术

在多电平换流器的基本拓扑结构中，级联H桥拓扑结构需要最少数量的器件，不需要大量的箝位二极管和飞跨电容和易于模块化等优点，被认为是较适合用于电网接口的换流器。

受限于电池的工艺发展，一般大容量储能装置，普遍采用多机并联的拓扑结构，然后接入低压电网，这种拓扑结构对储能电池的一致性要求较高。

为了解决不同电压等级的电池应用于同一储能装置中的问题，本发明采用了单相链式拓扑结构，并提出了对应的控制策略。

发明内容

为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种单相链式电力电子储能变流器的控制方法，目的是提供一种适用于不同电压等级、不同剩余容量的储能电池单元级联后的储能变流器控制方法，提高储能电池的利用率，使储能装置的电池选择更加灵活，同时使低压电池接入中压电网使用成为可能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种单相链式电力电子储能变流器的控制方法，将整个储能变流器的控制分为四个环节：储能电池SOC控制环、储能单元级联逆变电流控制环、电网电压锁相和储能单元SOC平衡控制。

一、储能电池SOC控制环包括如下步骤：

步骤101、通过每个储能电池的管理单元BMS计算所有基本电池模块的SOC值，然后求出所有电池模块的平均值SOC_{fbk_Avg}、最大值SOC_{fbk_Max}和最小值SOC_{fbk_Min}，并送入电池状态判断模块；

步骤102、在电池状态判断模块中，共将电池状态分为4种：

·SOC控制禁止状态，优先级为1；

·SOC_{fbk_Max}SOC_{chg_Min}，SOC值过低，低电量状态，优先级为2；

·SOC_{fbk_Min}SOC_{chg_Max}，SOC值过高，高电量状态，优先级为3；

·SOC_{fbk_Max}-SOC_{fbk_Min}SOC_{chg_Err}，SOC值正常，内部平衡状态，优先级为4；

SOC_{chg_Min}、SOC_{chg_Max}、SOC_{chg_Err}分别为SOC值的控制值最小值、最大值和偏差值；

步骤103、电池状态判断模块根据上级控制发来的SOC控制禁止/使能信号，综合各个电池单元的SOC状态，计算出有功电流的幅值给定I_pref、无功电流的幅值给定I_qref，发送给逆变电流控制部分。

二、所述的储能单元级联逆变电流控制环包括如下：