[发明专利]一种大规模储能SOC平衡协调控制系统及方法

说明书

本发明提出一种大规模储能SOC平衡协调控制系统及方法，包括：包括：第一母线、第二母线、第三母线、第四母线，至少一个光伏发电单元、至少一个风力发电单元、至少两个负载、第一线路阻抗、第二线路阻抗、第三线路阻抗、第四线路阻抗、N个锂电池箱；本发明为根据不同容量电池的性质调节各个电池的充放电功率，达到SOC趋于一致的目的，并且对负载频繁投切造成的电网扰动具有一定的抗性，同时保持了各个母线电压的稳定。对不同容量电池分配不同的基准电压调节系数，并给出相应的变化范围，从而合理地分配充放电功率，减少电池的损耗，延长了电池的使用寿命，同时在所有电池达到同一个SOC时，通过基准调节系数调节，SOC相等的状况可以长时间保持一致。

技术领域

本发明属于大规模储能变换器协调控制技术领域，具体涉及一种大规模储能SOC平衡协调控制系统及方法。

背景技术

随着环保的理念不断加深，同时环境污染问题带来了十分恶劣的影响，各个国家希望使用清洁能源来替代化石能源。因此，新能源发电技术的发展得到了各个国家的支持。新能源发电(包括光伏发电、风力发电等)具有污染少、能源储量大等特点。然而，光伏、风力发电的随机性造成了电网电压的波动和功率供求关系不对等，需要大量的储能装置接入来使电网的电压、频率等特征保持稳定。这些储能装置的种类，容量和功能可能不尽相同。针对不同容量的锂电池，SOC(荷电状态)的平衡尤为重要。SOC平衡可以保护锂电池充放电处于合理的范围之内，通过电池的剩余容量分配充放电功率，即保证电网功率供求匹配，又延长了锂电池的寿命。SOC平衡方法以及多电池协调控制方法，在合理分配功率时，将母线电压稳定在规定的范围之内，提高了供电的可靠性。

发明内容

基于以上技术不足，本发明提出一种大规模储能SOC平衡协调控制系统及方法，对不同容量，不同SOC的锂电池进行功率合理分配，达到平衡多个电池SOC的目的，同时减少电池的寿命损耗，提高电网运行的可靠性。

一种大规模储能SOC平衡协调控制系统，包括：第一母线、第二母线、第三母线、第四母线，至少一个光伏发电单元、至少一个风力发电单元、至少两个负载、第一线路阻抗、第二线路阻抗、第三线路阻抗、第四线路阻抗、N个锂电池箱；

第一母线一端与第四母线一端相连接，第一母线另一端与第三母线一端相连接、第三母线另一端与第二母线一端相连接，第二母线另一端与第四母线另一端相连接；第一母线与N₁个锂电池箱相连接，第二母线与N₂个锂电池箱相连接，第三母线与N₃个锂电池箱相连接，第四母线N₄个锂电池箱相连接；所述第一母线、第二母线、第三母线、第四母线中，至少一条母线与至少一个光伏发电单元相连接，至少一条母线与至少一个风力发电单元相连接，至少两条母线分别与至少两个负载相连接；其中，N＝N₁+N₂+N₃+N₄；

第一线路阻抗为第一母线与第四母线之间阻抗，第二线路阻抗为第一母线与第三母线之间阻抗，第三线路阻抗为第三母线与第二母线之间阻抗，第四线路阻抗为第二母线与第四母线之间阻抗；

所述光伏发电单元，通过光伏发电为所构建的储能SOC平衡协调控制系统提供电能；

所述风力发电单元，通过风力发电为所构建的储能SOC平衡协调控制系统提供电能；

所述负载，构建的储能SOC平衡协调控制系统通过母线为负载供电；

所述锂电池箱，当构建的储能SOC平衡协调控制系统无法为负载提供足够的电能时，锂电池箱中的锂电池组为负载供电。

所述锂电池箱，通过双向半桥变换器并入直流电网；当上半桥臂IGBT导通时，变换器处于buck工作状态，电网功率通过双向半桥变换器流入锂电池箱电池组中，这时电池组开始工作在充电状态；当下半桥臂IGBT导通时，双向半桥变换器处于boost状态，功率从电池流入电网中，这时电池工作在放电状态。