[发明专利]基于电池荷电平衡的主动能量控制策略及其系统

说明书

本发明公开了基于电池荷电平衡的主动能量控制策略及其系统。基于电池荷电平衡的主动能量控制系统，包括：一光伏阵列PV；一直流侧滤波电容C1和一直流侧滤波电容C2，所述直流侧滤波电容C1和所述直流侧滤波电容C2同时依次并接于所述光伏阵列PV的两端；三个相单元，每个所述相单元由上桥臂单元和下桥臂单元组成，每个所述上桥臂单元包括一桥臂滤波电感L_a和四个储能子模块单元SM，每个所述下桥臂单元包括一桥臂滤波电感L_a和四个储能子模块单元SM。本发明公开的基于电池荷电平衡的主动能量控制策略及其系统，在系统的子模块拓扑中加入DC/DC变换器，储能单元通过DC/DC变换器接入MMC子模块直流侧，以形成MMC背靠背传输的模型。

技术领域

本发明属于MMC光储技术领域，具体涉及一种基于电池荷电平衡的主动能量控制策略和一种基于电池荷电平衡的主动能量控制系统。

背景技术

在过去的几十年里，研究人员已经深入研究了MMC的拓扑结构和控制策略。MMC光储系统主要应用于高压直流输电、交直流混合系统和可再生能源发电并网等领域。

文献1(C.Jin,J.Zhao and Z.Ji,An active control scheme for MMC basedenergy storage device,2018IEEE International Conference on IndustrialElectronics for Sustainable Energy Systems(IESES),Hamilton,2018,pp.88-93)和文献2(柳丹青.储能型模块化多电平变流器的控制策略研究[D].山东大学,2018)指出，可以分别通过DC/DC变换器接入子模块直流侧的方式，基于子模块功率控制的SOC均衡控制策略，实现不同模块电池间的SOC均衡。

文献3(谷鑫.模块化多电平电池储能系统脉宽调制方法研究[D].山东大学,2018)指出，可以直接用电池组替换子模块的方式去接入，采用了电平逼近调制和载波移相调制两种方法实现桥臂的平衡。

然而，以上述3份文献为代表，在已经发表的基于MMC光储系统的论文等文献中，较少涉及到基于电池荷电平衡的主动能量控制策略，需要予以进一步改进。

发明内容

本发明针对现有技术的状况，克服以上缺陷，提供一种基于电池荷电平衡的主动能量控制策略和一种基于电池荷电平衡的主动能量控制系统。

本发明专利申请公开的基于电池荷电平衡的主动能量控制策略及其系统，其主要目的在于，在系统的(储能)子模块拓扑中加入DC/DC变换器，储能单元通过DC/DC变换器接入MMC子模块直流侧，以形成MMC背靠背传输的模型。

本发明专利申请公开的基于电池荷电平衡的主动能量控制策略及其系统，其另一目的在于，系统SOC的均衡可作为独立的控制部分，基于DC/DC变换器来主动实现。

本发明专利申请公开的基于电池荷电平衡的主动能量控制策略及其系统，其另一目的在于，储能电池直接并联在子模块直流侧，可以获得更高的能量转换效率。

本发明采用以下技术方案，所述基于电池荷电平衡的主动能量控制系统，包括：

一光伏阵列PV；

一直流侧滤波电容C1和一直流侧滤波电容C2，所述直流侧滤波电容C1和所述直流侧滤波电容C2同时依次并接于所述光伏阵列PV的两端；

三个相单元，每个所述相单元由上桥臂单元和下桥臂单元组成，每个所述上桥臂单元包括一桥臂滤波电感L_a和四个储能子模块单元SM，每个所述下桥臂单元包括一桥臂滤波电感L_a和四个储能子模块单元SM，其中：

每个所述相单元的所述桥臂滤波电感L_a用于控制该相单元的所述上桥臂单元和所述下桥臂单元之间的内部环流；