CN111224416A - 基于soc均衡的级联型储能变换器并联控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制方法及系统,包括根据三相输出电压、三相输出电流计算每个级联型储能变换器的有功功率和无功功率;根据每个级联型储能变换器的SOC值,计算每个级联型储能变换器的SOC值与平均值的差值;根据有功功率、无功功率以及差值,采用改进型下垂控制方式,确定每个级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值;根据调节频率和调节电压幅值,对应调节级联型储能变换器的SOC值。本发明通过改进型下垂控制方式解决了级联型储能变换器在并联时两台或多台变换器SOC不均衡的问题,提高了级联型储能变换器并联运行时储能装置的利用效率,保证了系统可靠、稳定的运行。
Description
技术领域
本发明涉及储能装置荷电状态均衡领域,特别是涉及一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制方法及系统。
背景技术
现如今随着全球能源危机,以及环境问题的日益突出,风电、太阳能等新能源发电越来越受到人们的重视。微电网可以将分散的不同容量的新能源发电集中起来,将其安全的并联到大电网或是为区域内的负载供电。
现在越来越多的负载需要高电压大电流供电,一种级联型的变换器被学者所提出,级联型变换器通过多个单相全桥变换器串联可以输出很高的电压,省去了工频变压器的升压。在电压等级固定的情况下,为了进一步的提高微电网系统容量,通常采用变换器并联的方式来增大系统容量。目前在变换器并联控制方面主要有两大类,一种是有互联线的并联控制,一种是无互联线的并联控制。其中,有互联线的并联控制主要分为集中控制、主从控制、分散逻辑控制,无互联线的控制主要为下垂控制。
在微电网独立工作时,为了保证微电网能连续稳定的提供电能,需要在微电网中加入储能装置。在微电网中加入储能装置还可以进行电力调峰、改善微电网供电性能等。在微电网中,多个级联型储能变换器并联工作且提高系统的容量时,采用无互联线的下垂控制可以实现两台变换器的有功无功的均分,但不能保证储能装置荷电状态(SOC)的均衡。由于储能装置起始容量不同、开关器件损耗等问题,会造成在微电网中多台级联型储能变换器并联运行时,多台级联型储能变换器各自总SOC不均衡的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制方法及系统,可以实现微电网中级联型储能变换器的总容量SOC均衡。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制方法,应用于至少包含两台级联型储能变换器并联运行的微电网,所述级联型储能变换器由多个单相全桥变换器串联组成,且每个所述单相全桥变换器都设有一个用于供电的储能装置;所述级联型储能变换器并联控制方法包括:
获取每个级联型储能变换器的三相输出电压、三相输出电流以及SOC值;
根据所述三相输出电压和所述三相输出电流,计算每个所述级联型储能变换器的有功功率和无功功率;
根据每个所述级联型储能变换器的SOC值,计算每个所述级联型储能变换器的SOC值与平均值的差值;所述平均值是所有所述级联型储能变换器的SOC值的和求平均后确定的;
根据所述有功功率、所述无功功率以及所述差值,采用改进型下垂控制方式,确定每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值;
根据每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值,对应调节所述级联型储能变换器的SOC值。
可选的,所述根据所述三相输出电压和所述三相输出电流,计算每个所述级联型储能变换器的有功功率和无功功率,具体包括:
对所述三相输出电压进行变换处理,得到d轴电压分量和q轴电压分量;
对所述三相输出电流进行变换处理,得到d轴电流分量和q轴电流分量;
根据所述d轴电压分量、所述q轴电压分量、所述d轴电流分量和所述q轴电流分量,计算每个所述级联型储能变换器的有功功率和无功功率。
可选的,所述根据所述有功功率、所述无功功率以及所述差值,采用改进型下垂控制方式,确定每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值,具体包括:
其中,i表示级联型储能变换器的台数,i=1,2,3...n;ωi表示第i台级联型储能变换器的调节频率;ω0表示空载频率;Poi表示第i台级联型储能变换器的有功功率;kSOC表示SOC调节系数;ΔSOCi表示第i台级联型储能变换器的的差值;Ui表示第i台级联型储能变换器的调节电压幅值;U0表示空载电压幅值;Qoi表示第i台级联型储能变换器的无功功率;m和n表示改进下垂控制方式的下垂系数。
可选的,所述根据每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值,对应调节所述级联型储能变换器的SOC值,具体包括:
获取每个所述级联型储能变换器的三相电感电流;
对所述三相电感电流进行变换处理,得到d轴三相电感电流分量和q轴三相电感电流分量;
将所述调节电压幅值分别与所述d轴电压分量、所述q轴电压分量做差,得到经过电压调节器后的d轴第一调节分量和q轴第一调节分量;
将所述d轴第一调节分量与所述d轴三相电感电流分量做差,得到经过电流调节器的d轴第二调节分量;
将所述q轴第一调节分量与所述q轴三相电感电流分量做差,得到经过电流调节器的q轴第二调节分量;
根据所述调节频率,对所述d轴第二调节分量和所述q轴第二调节分量进行逆变换处理,得到每个所述级联型储能变换器的三相调节电压;
根据每个所述级联型储能变换器的三相调节电压对应调节所述级联型储能变换器的SOC值。
一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制系统,应用于至少包含两台级联型储能变换器并联运行的微电网,所述级联型储能变换器由多个单相全桥变换器串联组成,且每个所述单相全桥变换器都设有一个用于供电的储能装置;所述级联型储能变换器并联控制系统包括:
信息获取模块,用于获取每个级联型储能变换器的三相输出电压、三相输出电流以及SOC值;
功率计算模块,用于根据所述三相输出电压和所述三相输出电流,计算每个所述级联型储能变换器的有功功率和无功功率;
差值计算模块,用于根据每个所述级联型储能变换器的SOC值,计算每个所述级联型储能变换器的SOC值与平均值的差值;所述平均值是所有所述级联型储能变换器的SOC值的和求平均后确定的;
调节信息确定模块,用于根据所述有功功率、所述无功功率以及所述差值,采用改进型下垂控制方式,确定每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值;
SOC值调节模块,用于根据每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值,对应调节所述级联型储能变换器的SOC值。
可选的,所述功率计算模块,具体包括:
第一变换单元,用于对所述三相输出电压进行变换处理,得到d轴电压分量和q轴电压分量;
第二变换单元,用于对所述三相输出电流进行变换处理,得到d轴电流分量和q轴电流分量;
功率计算单元,用于根据所述d轴电压分量、所述q轴电压分量、所述d轴电流分量和所述q轴电流分量,计算每个所述级联型储能变换器的有功功率和无功功率。
可选的,所述调节信息确定模块,具体包括:
其中,i表示级联型储能变换器的台数,i=1,2,3...n;ωi表示第i台级联型储能变换器的调节频率;ω0表示空载频率;Poi表示第i台级联型储能变换器的有功功率;kSOC表示SOC调节系数;ΔSOCi表示第i台级联型储能变换器的的差值;Ui表示第i台级联型储能变换器的调节电压幅值;U0表示空载电压幅值;Qoi表示第i台级联型储能变换器的无功功率;m和n表示改进下垂控制方式的下垂系数。
可选的,所述SOC值调节模块,具体包括:
三相电感电流获取单元,用于获取每个所述级联型储能变换器的三相电感电流;
第三变换单元,用于对所述三相电感电流进行变换处理,得到d轴三相电感电流分量和q轴三相电感电流分量;
第一调节分量确定单元,用于将所述调节电压幅值分别与所述d轴电压分量、所述q轴电压分量做差,得到经过电压调节器后的d轴第一调节分量和q轴第一调节分量;
第二调节分量确定单元,用于将所述d轴第一调节分量与所述d轴三相电感电流分量做差,得到经过电流调节器的d轴第二调节分量,将所述q轴第一调节分量与所述q轴三相电感电流分量做差,得到经过电流调节器的q轴第二调节分量;
三相调节电压确定单元,用于根据所述调节频率,对所述d轴第二调节分量和所述q轴第二调节分量进行逆变换处理,得到每个所述级联型储能变换器的三相调节电压;
SOC值调节单元,用于根据每个所述级联型储能变换器的三相调节电压对应调节所述级联型储能变换器的SOC值。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明提供了一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制方法及系统,在两台或者多台级联型储能变换器并联工作时,当检测到两台或多台级联型储能变换器总容量SOC值不同时,通过改进型下垂控制方式对每台级联型储能变换器的SOC值进行控制,使SOC值大的级联型储能变换器多释放电量,及增大输出有功功率,最终使两台或多台并联运行的级联型储能变换器其总容量SOC值保持一致,实现微电网中级联型储能变换器的总容量SOC均衡。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明独立微电网中级联型储能变换器并联拓扑结构图;
图2为本发明独立微电网中基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制框图;
图3为本发明基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制方法的流程图;
图4为本发明改进型下垂控制分析图;
图5为本发明稳定时两台级联型储能变换器输出电流波形图;
图6为本发明稳定运行时负载端电压波形图;
图7为本发明在3秒时加入改进下垂控制方式后SOC差值变化波形图;
图8为本发明在3秒时加入改进下垂控制方式后第一级联型储能变换器输出的有功功率波形图;
图9为本发明在3秒时加入改进下垂控制方式后第二级联型储能变换器输出的有功功率波形图;
图10为本发明基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制方法及系统,可以实现微电网中级联型储能变换器的总容量SOC均衡。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
当微电网仅包括单台级联型储能变换器时,采用电容电压外环和电感电流内环的传统PI控制方法,使级联型储能变换器输出稳定的电压电流。同时为保证单台级联型储能变换器内各个单相全桥变换器储能单元的SOC均衡,采用相间SOC均衡控制和相内SOC均衡控制。所述相间SOC均衡控制和相内SOC均衡控制采用基于零序电压注入的方法来进行控制,最终使级联型储能变换器内各个单相全桥变换器储能单元的SOC均衡。
当微电网包括两台或者多台级联型储能变换器时,不能采用上述控制方式进行SOC均衡。对此,本发明提供了一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制方法,并联控制方法应用于如图1所示的至少包含两台级联型储能变换器并联运行(图1上下两部分)的微电网,所述级联型储能变换器由多个单相全桥变换器串联组成(图1竖着的一列),且每个所述单相全桥变换器都设有一个用于进行供电的储能装置。
如图1所示,本发明的主要被控对象是级联型储能变换器,所述级联型储能变换器由多个单相全桥变换器串联组成,每一相有k个单相全桥变换器,并且每一单相全桥变换器前面都带有一个储能装置Edc。将每一台级联型储能变换器输出交流电都接到交流母线上。在两台或两台以上所述的级联型储能变换器并联运行时,采用如图2所示的控制方式,以图2坐标变换这一侧为输入,顺着箭头方向进行处理,其并且为保证多台级联型储能变换器其总容量SOC的均衡,主要控制方式时采用无互联线的改进型下垂控制方式。所述级联型储能变换器总容量SOC是单台级联型储能变换器各个串联单相全桥储能装置的SOC相加之和,所述改进型下垂控制方式主要为P-ω下垂控制和Q-U下垂控制。
如图3所示,本发明提供的一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制方法包括以下步骤。
步骤101:获取每个级联型储能变换器的三相输出电压、三相输出电流以及SOC值。具体为:
通过电压采集器和电流采集器,采集每个级联型储能变换器输出的三相输出电压Uo、三相输出电流Io。
同时通过SOC采集器将每一台级联型储能变换器的SOC值计算出来,该SOC值为每一台级联型储能变换器所有组成单元中单相全桥变换器的平均剩余总容量,其计算公式如下:
其中,i表示级联型储能变换器的台数,i=1,2···n;SOCi表示第i台级联型储能变换器的SOC值;k表示第i台级联型储能变换器的A、B、C三相中每一相的单相全桥变换器个数;SOCaj表示第i台级联型储能变换器的A相中第j个单相全桥变换器的SOC值;SOCbj表示第i台级联型储能变换器的B相中第j个单相全桥变换器的SOC值;SOCcj表示第i台级联型储能变换器的C相中第j个单相全桥变换器的SOC值。
步骤102:根据所述三相输出电压和所述三相输出电流,计算每个所述级联型储能变换器的有功功率和无功功率。具体为:
通过park变换和clark变换,将abc自然坐标系下的三相输出电压Uo、三相输出电流Io转换到dq坐标系下,得到得到d轴电压分量Uod、q轴电压分量Uoq、d轴电流分量Iod和q轴电流分量Ioq。
根据d轴电压分量Uod、q轴电压分量Uoq、d轴电流分量Iod和q轴电流分量Ioq,通过功率计算模块,计算每个所述级联型储能变换器的有功功率Po和无功功率Qo。
步骤103:根据每个所述级联型储能变换器的SOC值,计算每个所述级联型储能变换器的SOC值与平均值的差值;所述平均值是所有所述级联型储能变换器的SOC值的和求平均后确定的。
步骤104:根据所述有功功率、所述无功功率以及所述差值,采用改进型下垂控制方式,确定每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值。
其中,i表示级联型储能变换器的台数,i=1,2,3...n;ωi表示第i台级联型储能变换器的调节频率;ω0表示空载频率;Poi表示第i台级联型储能变换器的有功功率;kSOC表示SOC调节系数;ΔSOCi表示第i台级联型储能变换器的的差值;Ui表示第i台级联型储能变换器的调节电压幅值;U0表示空载电压幅值;Qoi表示第i台级联型储能变换器的无功功率;m和n表示改进下垂控制方式的下垂系数。
步骤105:根据每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值,对应调节所述级联型储能变换器的SOC值。
在通过改进型下垂控制方式得到调节电压幅值U之后,与电压采集器采集到的反馈电压Uo做差,通过电压调节器PI计算得到d轴第一调节分量和q轴第一调节分量。接着通过电流调节器PI,与电流采集器采集到的电感电流IL做差进行调节,得到d轴第二调节分量和q轴第二调节分量,组成电容电压外环和电感电压内环控制。
在通过改进型下垂控制方式得到调节频率后,将d轴第二调节分量和q轴第二调节分量通过clark逆变换和park逆变换,得到abc坐标系下的三相调节电压Uabc。
具体执行步骤为:
获取每个所述级联型储能变换器的三相电感电流IL。
对所述三相电感电流进行变换处理,得到d轴三相电感电流分量ILd和q轴三相电感电流分量ILq。
将所述调节电压幅值分别与所述d轴电压分量、所述q轴电压分量做差,得到经过电压调节器后的d轴第一调节分量和q轴第一调节分量。
将所述d轴第一调节分量与所述d轴三相电感电流分量ILd做差,得到经过电流调节器的d轴第二调节分量。
将所述q轴第一调节分量与所述q轴三相电感电流分量ILq做差,得到经过电流调节器的q轴第二调节分量。
根据所述调节频率,对所述d轴第二调节分量和所述q轴第二调节分量进行逆变换处理,得到每个所述级联型储能变换器的三相调节电压。
根据每个所述级联型储能变换器的三相调节电压对应调节所述级联型储能变换器的SOC值。
本发明在PWM调制方面采用载波移相PWM调制方式,其具体调制过程如下,假设级联型储能变换器有3n个单相全桥变换器组成,则每一相有n个单相全桥变换器组成,每个单相全桥变换器的采用三角波作为载波,并且每两个相邻的单相全桥变换器三角载波相移度。所得到的三角波通过与上述的调制波Uabc,即三相调节电压Uabc作比较得到每个开关管的驱动PWM波。
通过改进型下垂控制方式可以将两台或多台级联型储能变换器的SOC逐渐均衡。改进型下垂控制方式的功率分配情况分析如图4所示。假设2台级联型储能变换器的SOC值不同,有SOC1>SOC2。采用传统下垂控制方式时2台级联型储能变换器输出功率均分,均工作在工作点1;采用改进型下垂控制方式后,第一级联型储能变换器1的SOC调节功率为正,下垂工作曲线将抬升,其工作点也将移至点3,而第二级联型储能变换器2的下垂曲线不变,但工作点移动至点2以匹配负荷,此时有P3>P2,说明第一级联型储能变换器1将更多地输出功率,SOC跌落速度相对较快,反之第一级联型储能变换器1的SOC跌落速度较慢,随着时间增加,最终两台级联型储能变换器的SOC将逐渐均衡。
本发明在simlink中进行仿真验证,设第一台级联型储能变换器1的SOC值为70%,第二台级联型储能变换器2的SOC值为100%,图5为两台级联型变换器在采用改进型下垂控制方式后输出电流的波形,可见两台级联型储能变换器输出的电流波形良好。
图6为两台级联型储能变换器在采用改进型下垂控制方式稳定运行时,负载两端的电压波形,可见波形正弦度良好。
图7为在3秒时加入改进型下垂控制方式后两台级联型储能变换器总SOC的差值变化情况,从图7中可以看出两台级联型储能变换器的SOC差值在逐渐减小,则证明本发明提供的控制方法有效。
图8、图9为两台级联型储能变换器输出有功功率变化的情况,可以看出第一级联型储能变换器1输出的有功功率增加,第二级联型储能变换器2输出的有功功率减小,与上述理论分析相同,证明本发明提供的控制方法真实可行。
如图10所示,本发明还提供了一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制系统,该所述级联型储能变换器并联控制系统应用于至少包含两台级联型储能变换器并联运行的微电网,所述级联型储能变换器由多个单相全桥变换器串联组成,且每个所述单相全桥变换器都设有一个用于供电的储能装置;所述级联型储能变换器并联控制系统包括:
信息获取模块201,用于获取每个级联型储能变换器的三相输出电压、三相输出电流以及SOC值。
功率计算模块202,用于根据所述三相输出电压和所述三相输出电流,计算每个所述级联型储能变换器的有功功率和无功功率。
差值计算模块203,用于根据每个所述级联型储能变换器的SOC值,计算每个所述级联型储能变换器的SOC值与平均值的差值;所述平均值是所有所述级联型储能变换器的SOC值的和求平均后确定的。
调节信息确定模块204,用于根据所述有功功率、所述无功功率以及所述差值,采用改进型下垂控制方式,确定每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值。
SOC值调节模块205,用于根据每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值,对应调节所述级联型储能变换器的SOC值。
所述功率计算模块202,具体包括:
第一变换单元,用于对所述三相输出电压进行变换处理,得到d轴电压分量和q轴电压分量。
第二变换单元,用于对所述三相输出电流进行变换处理,得到d轴电流分量和q轴电流分量。
功率计算单元,用于根据所述d轴电压分量、所述q轴电压分量、所述d轴电流分量和所述q轴电流分量,计算每个所述级联型储能变换器的有功功率和无功功率。
所述调节信息确定模块204,具体包括:
其中,i表示级联型储能变换器的台数,i=1,2,3...n;ωi表示第i台级联型储能变换器的调节频率;ω0表示空载频率;Poi表示第i台级联型储能变换器的有功功率;kSOC表示SOC调节系数;ΔSOCi表示第i台级联型储能变换器的的差值;Ui表示第i台级联型储能变换器的调节电压幅值;U0表示空载电压幅值;Qoi表示第i台级联型储能变换器的无功功率;m和n表示改进下垂控制方式的下垂系数。
所述SOC值调节模块205,具体包括:
三相电感电流获取单元,用于获取每个所述级联型储能变换器的三相电感电流。.
第三变换单元,用于对所述三相电感电流进行变换处理,得到d轴三相电感电流分量和q轴三相电感电流分量。
第一调节分量确定单元,用于将所述调节电压幅值分别与所述d轴电压分量、所述q轴电压分量做差,得到经过电压调节器后的d轴第一调节分量和q轴第一调节分量。
第二调节分量确定单元,用于将所述d轴第一调节分量与所述d轴三相电感电流分量做差,得到经过电流调节器的d轴第二调节分量,将所述q轴第一调节分量与所述q轴三相电感电流分量做差,得到经过电流调节器的q轴第二调节分量。
三相调节电压确定单元,用于根据所述调节频率,对所述d轴第二调节分量和所述q轴第二调节分量进行逆变换处理,得到每个所述级联型储能变换器的三相调节电压。
SOC值调节单元,用于根据每个所述级联型储能变换器的三相调节电压对应调节所述级联型储能变换器的SOC值。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制方法,其特征在于,所述级联型储能变换器并联控制方法应用于至少包含两台级联型储能变换器并联运行的微电网,所述级联型储能变换器由多个单相全桥变换器串联组成,且每个所述单相全桥变换器都设有一个用于供电的储能装置;所述级联型储能变换器并联控制方法包括:
获取每个级联型储能变换器的三相输出电压、三相输出电流以及SOC值;
根据所述三相输出电压和所述三相输出电流,计算每个所述级联型储能变换器的有功功率和无功功率;
根据每个所述级联型储能变换器的SOC值,计算每个所述级联型储能变换器的SOC值与平均值的差值;所述平均值是所有所述级联型储能变换器的SOC值的和求平均后确定的;
根据所述有功功率、所述无功功率以及所述差值,采用改进型下垂控制方式,确定每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值;
根据每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值,对应调节所述级联型储能变换器的SOC值。
2.根据权利要求1所述的一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制方法,其特征在于,所述根据所述三相输出电压和所述三相输出电流,计算每个所述级联型储能变换器的有功功率和无功功率,具体包括:
对所述三相输出电压进行变换处理,得到d轴电压分量和q轴电压分量;
对所述三相输出电流进行变换处理,得到d轴电流分量和q轴电流分量;
根据所述d轴电压分量、所述q轴电压分量、所述d轴电流分量和所述q轴电流分量,计算每个所述级联型储能变换器的有功功率和无功功率。
3.根据权利要求1所述的一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制方法,其特征在于,所述根据所述有功功率、所述无功功率以及所述差值,采用改进型下垂控制方式,确定每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值,具体包括:
其中,i表示级联型储能变换器的台数,i=1,2,3...n;ωi表示第i台级联型储能变换器的调节频率;ω0表示空载频率;Poi表示第i台级联型储能变换器的有功功率;kSOC表示SOC调节系数;ΔSOCi表示第i台级联型储能变换器的的差值;Ui表示第i台级联型储能变换器的调节电压幅值;U0表示空载电压幅值;Qoi表示第i台级联型储能变换器的无功功率;m和n表示改进下垂控制方式的下垂系数。
4.根据权利要求2所述的一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制方法,其特征在于,所述根据每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值,对应调节所述级联型储能变换器的SOC值,具体包括:
获取每个所述级联型储能变换器的三相电感电流;
对所述三相电感电流进行变换处理,得到d轴三相电感电流分量和q轴三相电感电流分量;
将所述调节电压幅值分别与所述d轴电压分量、所述q轴电压分量做差,得到经过电压调节器后的d轴第一调节分量和q轴第一调节分量;
将所述d轴第一调节分量与所述d轴三相电感电流分量做差,得到经过电流调节器的d轴第二调节分量;
将所述q轴第一调节分量与所述q轴三相电感电流分量做差,得到经过电流调节器的q轴第二调节分量;
根据所述调节频率,对所述d轴第二调节分量和所述q轴第二调节分量进行逆变换处理,得到每个所述级联型储能变换器的三相调节电压;
根据每个所述级联型储能变换器的三相调节电压对应调节所述级联型储能变换器的SOC值。
5.一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制系统,其特征在于,所述级联型储能变换器并联控制系统应用于至少包含两台级联型储能变换器并联运行的微电网,所述级联型储能变换器由多个单相全桥变换器串联组成,且每个所述单相全桥变换器都设有一个用于供电的储能装置;所述级联型储能变换器并联控制系统包括:
信息获取模块,用于获取每个级联型储能变换器的三相输出电压、三相输出电流以及SOC值;
功率计算模块,用于根据所述三相输出电压和所述三相输出电流,计算每个所述级联型储能变换器的有功功率和无功功率;
差值计算模块,用于根据每个所述级联型储能变换器的SOC值,计算每个所述级联型储能变换器的SOC值与平均值的差值;所述平均值是所有所述级联型储能变换器的SOC值的和求平均后确定的;
调节信息确定模块,用于根据所述有功功率、所述无功功率以及所述差值,采用改进型下垂控制方式,确定每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值;
SOC值调节模块,用于根据每个所述级联型储能变换器的调节频率和调节电压幅值,对应调节所述级联型储能变换器的SOC值。
6.根据权利要求5所述的一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制系统,其特征在于,所述功率计算模块,具体包括:
第一变换单元,用于对所述三相输出电压进行变换处理,得到d轴电压分量和q轴电压分量;
第二变换单元,用于对所述三相输出电流进行变换处理,得到d轴电流分量和q轴电流分量;
功率计算单元,用于根据所述d轴电压分量、所述q轴电压分量、所述d轴电流分量和所述q轴电流分量,计算每个所述级联型储能变换器的有功功率和无功功率。
8.根据权利要求6所述的一种基于SOC均衡的级联型储能变换器并联控制系统,其特征在于,所述SOC值调节模块,具体包括:
三相电感电流获取单元,用于获取每个所述级联型储能变换器的三相电感电流;
第三变换单元,用于对所述三相电感电流进行变换处理,得到d轴三相电感电流分量和q轴三相电感电流分量;
第一调节分量确定单元,用于将所述调节电压幅值分别与所述d轴电压分量、所述q轴电压分量做差,得到经过电压调节器后的d轴第一调节分量和q轴第一调节分量;
第二调节分量确定单元,用于将所述d轴第一调节分量与所述d轴三相电感电流分量做差,得到经过电流调节器的d轴第二调节分量,将所述q轴第一调节分量与所述q轴三相电感电流分量做差,得到经过电流调节器的q轴第二调节分量;
三相调节电压确定单元,用于根据所述调节频率,对所述d轴第二调节分量和所述q轴第二调节分量进行逆变换处理,得到每个所述级联型储能变换器的三相调节电压;
SOC值调节单元,用于根据每个所述级联型储能变换器的三相调节电压对应调节所述级联型储能变换器的SOC值。
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