[发明专利]一种并网模式下串联储能电路及其均衡控制方法

权利要求书

1.一种并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述电路包括多个串联储能系统模块，多个所述串联储能系统模块相互串联，串联后的多个串联储能系统模块两端中的一端接地，另一端接入交流电网侧；

所述串联储能系统模块包括储能电池、均衡控制器、逆变器模块、电感以及电容；

所述储能电池和控制器与逆变器模块并联，所述电容与逆变器模块并联，所述逆变器模块与电容之间电性连接有电感，所述均衡控制器用于执行均衡控制模型，对多个串联储能系统模块中的储能电池电荷状态进行均衡调节。

2.根据权利要求1所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述逆变器模块包括四个开关管二极管单元，两个开关管二极管单元构成一个开关管二极管组，两个开关管二极管组相互同向并联，每组两个开关管二极管单元串联。

3.根据权利要求2所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述开关管二极管单元包括一个开关管和一个二极管，所述开关管和二极管反向并联；所述开关管的集电极与二极管的阳极相连，开关管的发射极与二极管的阴极相连。

4.根据权利要求3所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，两个相互串联的开关管二极管单元之间，一个开关管二极管单元中的开关管发射极与另一个开关管二极管单元中的开关管集电极相连。

5.根据权利要求2所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述电感的一端连接到一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元之间；串联的多个串联储能系统模块中首端串联储能系统模块中的电感另一端与交流电网侧相连，其余串联储能系统模块中的电感另一端连接到相邻串联储能系统模块中另一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元之间，串联的多个串联储能系统模块中尾端串联储能系统模块中的另一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元中间接地。

6.根据权利要求5所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述逆变器模块与电容并联，所述电容的一端与电感的另一端相连，所述电容的另一端连接到另一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元之间。

7.根据权利要求1所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述均衡控制器与逆变器模块之间设置有另一个电容，所述另一个电容与逆变器模块并联。

8.根据权利要求1所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述电路还包括线路阻抗，所述线路阻抗的一端与串联后的多个串联储能系统模块另一端相连，所述线路阻抗的另一端与交流电网侧的母线相连。

9.根据权利要求1-8任一所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述电路还包括设置在交流电网侧的负载和转换开关；所述转换开关的一端与交流电网侧的母线相连，另一端与交流电源相连；所述负载的一端与交流电网侧的母线相连，另一端接地。

10.根据权利要求1所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，

所述均衡控制模型具体为：

其中，ω*为每个串联储能系统串联储能系统模块的参考角频率；ω_i为每个串联储能系统串联储能系统模块的期望均衡输出角频率；P*和P_i分别表示第i个串联储能系统串联储能系统模块的参考有功功率和实际输出功率，SoC_i为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的荷电状态值，为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的平均荷电状态值，V*和V_i分别表示为第i个串联储能系统串联储能系统模块的参考电压和期望均衡输出电压，m为第i个串联储能系统串联储能系统模块的有功功率-频率比例控制系数，k为第i个串联储能系统串联储能系统模块的SoC均衡控制系数，N为串联储能系统中串联储能系统模块的数量。