[发明专利]高压直挂式储能装置及功率控制方法

权利要求书

1.一种高压直挂式储能装置的功率控制方法，所述高压直挂式储能装置包括与A相、B相及C相线路分别相连的A相H桥功率模块、B相H桥功率模块及C相H桥功率模块，其中，所述A相H桥功率模块、B相H桥功率模块及C相H桥功率模块分别包括级联的两个以上的H桥功率模块，并且A相、B相及C相线路采用星型连接方式；直流侧电容，每个H桥功率模块的直流侧均并联一个所述直流侧电容；蓄电池及超级电容，分别作为能量型储能元件及功率型储能元件；以及隔离型三端口有源桥式变换器，所述隔离型三端口有源桥式变换器的一侧连接至所述电容的一侧，另一侧与蓄电池及超级电容同时连接，所述隔离型三端口有源桥式变换器包括：原边全桥电路，一侧与所述直流侧电容连接；高频隔离变压器，原边与所述原边全桥电路的另一侧连接；第一副边全桥电路，一侧与所述高频隔离变压器的第一副边连接，另一侧与第一稳压电容和所述蓄电池连接；以及第二副边全桥电路，一侧与所述高频隔离变压器的第二副边连接，另一侧与第二稳压电容和所述超级电容连接，将所述原边全桥电路与所述直流侧电容等效为第一交流方波电压源，将所述第一副边全桥电路与所述第一稳压电容等效为第二交流方波电压源，将所述第二副边全桥电路与所述第二稳压电容等效为第三交流方波电压源，其特征在于，

通过作为能量型储能元件的蓄电池及作为功率型储能元件的超级电容、和隔离型三端口有源桥式变换器来对高压直挂式储能装置的直流母线电压进行稳压控制，其中，对基于直流电压给定值与级联的第i个H桥功率模块的直流母线电压值得到的直流电压进行PI控制，得到功率参考值，通过低通滤波器进行功率分配，从而分别得到蓄电池的功率指令值及超级电容的功率指令值，得到第一交流方波电压源与第二交流方波电压源和第三交流方波电压源之间的移相角，通过所述移相角对所述隔离型三端口有源桥式变换器中的全桥电路进行移相PWM控制，从而对高压直挂式储能装置的直流母线电压进行稳压控制，

通过自适应功率系数来调整超级电容的输出功率指令值，以防止超级电容的荷电状态SOC过早到达荷电状态上限值或下限值，

根据式1计算得到所述自适应功率系数，

其中，K_sc为自适应功率系数，SOC_sc为超级电容的荷电状态值，SOC_scH为超级电容的荷电状态上限值，SOC_scL为超级电容的荷电状态下限值，h_soc为荷电状态上限设定值，l_soc为荷电状态下限设定值，P_sc,ref为超级电容的输出功率参考值，

当超级电容的输出功率参考值P_sc,ref小于0且SOC_sc小于h_soc，或超级电容的输出功率参考值P_sc,ref大于等于0且SOC_sc大于等于l_soc时，超级电容的输出功率指令值为超级电容输出功率参考值，

当超级电容的输出功率参考值P_sc,ref小于0且SOC_sc接近SOC_scH并大于等于h_soc，或超级电容的输出功率参考值P_sc,ref大于等于0且SOC_sc接近SOC_scL并低于l_soc时，根据K_sc与P_sc,ref来调整超级电容的输出功率指令值。