CN111327065A - 三相线路及储能交互功率平衡控制装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种三相线路及储能交互功率平衡控制装置的控制方法，通过安装在电网三相线路相对末端的三相线路及储能交互功率平衡控制装置，读取三相线路的电气参数，控制三相线路的功率交互平衡，在同一时刻实现三相线路功率交互储能双向潮流流动，使电网末端三相平衡。

Description

三相线路及储能交互功率平衡控制装置的控制方法

技术领域

本发明涉及一种电网三相平衡装置控制方法。

背景技术

由于电网的末端用户采用单相供电，单相家用电器、电动加工工具、电动交通工具等设备越来越多进入家庭，家庭用电随意性常导致有单相负荷增大，造成配网内的三相电压不平衡超标，尤其在农村配电网基本以单相负荷为主，供电能力较弱，线路阻抗大，用电负荷分布不均的情况尤为突出。

目前，由于农村配电网供电能力较弱，线路阻抗大，基本以单相负荷为主，用电负荷分布不均。在电网供电时，用电高峰期呈现严重的三相不平衡状态，造成某个单相电压过低。当区域内分布式光伏发电单相多点接入时，光伏的安装分布不均、潮流复杂的问题，造成区域配电网波动、电压抬高或降低、三相不平衡，以及谐波电流增大，极易造成配电设施、光伏发电设备和用户设备无法正常运行或损坏。为了满足电网末端指标及供电要求，一般采取调整变压器分接头使输出电压升高的措施。此时在电网无负荷或轻负荷，以及无法就地消纳光伏发电功率的情况下，光伏发电的接入将造成电网电压进一步抬升，超出国家电网标准上限，致使光伏逆变器停机，大量的光伏被弃光。

有些光伏逆变器商家以盈利为目的，不顾及电网质量问题，不依据电网功率平衡输出特性安装光伏，在电压超标的基础上强行发电，造成电网谐波、电压严重超标，单相电压已接近300V(国家标准为220V±10％)，给电网带来的是灾难性的损坏，同时伴随部分家电被烧坏，使得国家精准扶贫政策形同虚设，给国家、个人带来了极大的经济损失，而且给利国利民的光伏发电带来了负面的影响。

目前针对光伏发电功率的波动、高比例发电和削峰填谷，基本采用光储一体机和储能设备，以稳定电网和保障发电量为目的，在电网电压高时，吸收有限的光伏电量，稳定电网电压，防止逆变器因电压超标而停机，在电网电压低时定时释放出电量，保证光伏发电不被抛弃。随着光伏发电容量的增加，光储一体机和储能设备等产品的投放也增加，成本、占地大大的增加不适用于电网末端推广应用。在弱电网中影响电网质量的主要原因之一，是由于有功功率的增加或减少使线路中损耗同步增加或减小，造成电网电压波动变化，通过无功补偿方法是无法解决的。

目前针对三相不平衡负荷的输出逆变器采用单向潮流控制即在同一时刻只能输出或输入控制，如于UPS、光伏、风电逆变器等，即三相四桥臂电路逆变器，而且在电网末端基本都采用单向线路铺设到用户，所应用的UPS、光伏逆变器等都为单相。

发明内容

本发明的目的是解决电网末端三相电压不平衡的问题，提出一种三相线路及储能交互功率平衡控制装置的控制方法。

本发明在电网线路相对末端安装三相线路及储能交互功率平衡控制装置，当三相线路超标或部分线路超标情况下，通过三相单相线路电气参数识别、分析，在对每条线路供电功率优化、动态分配，适应每条线路的负荷快速变化的需求，在同一时刻实现三相线路交互功率的双向潮流流动。本发明通过对超标上、下限阈值及调整系数的控制，将高负荷线路部分功率转移到低负荷线路上，将三相全部超标线路功率通过与储能充放电交互，使三相线路交互功率趋于最佳，储能配置容量最小。

应用本发明的三相线路及储能交互功率平衡控制装置的控制方法的三相线路及储能交互功率平衡控制装置主要由功率单元、DC/DC稳压电源U5、控制器U6和末端单相电源接入端组成。

所述的三相线路及储能交互功率平衡控制装置通过其末端单相电源接入端接入电网的相对末端。电网相对末端的三个A、B、C单相对应接入到三相线路功率交互储能控制装置中的A相、B相、C相上，零线共接在N端。

所述的功率单元由功率模块A、功率模块B、功率模块C、功率模块N、储能模块U7和直流电压传感器U4组成。功率模块A、功率模块B、功率模块C和功率模块N并联，并联后的功率模块的正极和负极分别形成功率单元直流母线的正极和负极，直流母线正、负极分别与DC/DC稳压电源U5的正、负极输入端连接，与储能模块U7的正、负输入输出端连接，与直流电压传感器U4并联。

所述的末端单相电源接入端由A相电源接入端A、B相电源接入端B、C相单相电源端C、零线公共接入端N、3组电感和3个交流电压传感器组成。3个交流电压传感器分别为U1、U2和U3，其中交流电压传感器U1的两端分别与A相电源接入端A和零线公共接入端N连接，同时A相电源接入端A又与电感L1的端L1i连接，电感L1的另一端L1o与功率模块A交流端Aac连接；交流电压传感器U2的两端分别与B相电源接入端B和零线公共接入端N连接，同时B相电源接入端B与电感L2的端L2i连接，电感L2的另一端L2o与功率模块B交流端Bac连接；交流电压传感器U3的两端分别与C相单相电源端C和零线公共接入N端连接，同时C相电源接入端C又与电感L3的端L3i连接，电感L3的另一端L3o与功率模块C交流端Cac连接。

所述的控制器U6内嵌有输入接口、输出接口和通信接口，所述输入接口中的Uai端与交流电压传感器U1的数据输出端连接，交流电压传感器U1检测A相电源的相电压值Ua；输入接口中的Ubi端与交流电压传感器U2的数据输出端连接，交流电压传感器U2检测B相电源的相电压值Ub；输入接口中的Uci端与交流电压传感器U3的数据输出端连接，交流电压传感器U3检测C相电源的相电压值Uc；输入接口中的Ui端与直流电压传感器U4的数据输出端连接，直流电压传感器U4检测直流母线电压值Udc。

控制器U6通过输入接口实时读取每个电压传感器的电压值，通过通信接口COM与储能模块U7的通信接口COM连接，实时读取储能模块U7中的电池管理系统BMS的数据，经分析计算，发出控制储能模块U7的电池管理系统BMS数据，实现对储能电池充放电控制。

控制器U6的输出接口端口分别与功率模块A、功率模块B、功率模块C、功率模块N的输入控制端对应连接，控制器U6通过输出接口输出指令对功率模块A、功率模块B、功率模块C和功率模块N实时控制。

所述的DC/DC稳压电源U5的直流输入正端Udi+、直流输入负端Udi-分别与功率单元直流母线的正极U+、负极U-连接，DC/DC稳压电源U5的输出正端Udo+、直流输出负端Udo-分别与控制器的正、负电源输入端连接，为控制器提供直流电源。

所述功率模块A的交流端Aac与电感L1的L1o端连接，功率模块B的交流端Bac与电感L2的L2o端连接，功率模块C的交流端Cac与电感L3的L3o端连接，功率模块N的交流端Dac与末端单相电源零线公共接入端N连接。

所述三相线路及储能交互功率平衡控制装置的三个末端单相电源接入端接入电网相对末端，电网相对末端的三个A、B、C单相对应接入到三相线路及储能交互功率平衡控制装置的A相、B相、C相上，零线共接在N端。所述的储能模块由电池管理系统BMS和储能电池E1组成，电池管理系统BMS监控管理储能电池E1的状态和控制充放电过程，并通过通信接口COM与控制器通信接口COM通讯，接收或上传数据。为储能模块的正输入输出端UE+与母线U+连接，储能模块的负输入输出端UE-与母线U-连接。

本发明对三相线路及储能交互功率平衡控制装置的控制方法如下：

步骤1，控制器读取电压传感器U1、U2、U3、U4的电压数据和储能模块的电池管理系统BMS通信接口的数据。

控制器依据历史数据、季节、能源属性、负荷特性，通过算法、自学习及技术迭代，分析计算储能电池的优化剩余电量SOC_α、电池充放电功率P_batt；

步骤2，控制器将三相线路A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc与国标电压下限U_lgb或国标电压上限U_ugb比较，识别三相线路中的最高电压值、次高电压值、最低电压值及所对应的相线路。

并依据电压最高相、电压次高相、电压最低相的线路阻抗和储能电池的剩余电量SOC、储能电池的优化剩余电量SOC_α，计算出交互功率值P_diff、充电功率值P_cha和放电功率值P_dis，约束条件为：

U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb和U_diff≥U_λ

Uac_1fs>U_ugb和Uac_3rd≤δ_uU_ugb

Uac_3rd<U_lgb和Uac_1fs≥δ_lU_lgb

U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb和S_ocu≤SOC≤S_ocl。

步骤3，当A相电压值Ua、B相电压值Ub和C相电压值Uc大于等于国标电压的下限值U_lgb且小于等于电压的上限值U_ugb，即U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb或电压最高相线路的电压值Uac_1fs大于等于国标电压的上限值，即Uac_1fs≥U_ugb，或电压最低相线路的电压值Uac_3rd小于等于国标电压的下限值U_lgb，即Uac_3rd≤U_lgb时，控制器依据交互功率值和储能电池充放电功率，通过输出接口控制三相对应的功率模块输出PWM脉冲，实现电压最高相线路与电压最低相线路的交互功率，或储能模块的电池管理系统BMS与三相线路的交互功率。

其中，Ua、Ub、Uc分别为A相、B相和C相电压值；Uac_1fs为三相中电压最高相线路的电压值；Uac_3rd为三相中电压最低相线路的电压值；U_lgb为国标电压的下限值；U_ugb为国标电压的上限值；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值；U_λ为电压最大偏差阈值；δ_l为下限电压倍率系数；δ_u为上限电压倍率系数；SOC是描述储能电池的剩余电量；S_ocl为储能电池剩余电量下限值；S_ocu为储能电池剩余电量上限值。

各步骤具体说明如下：

步骤1中，当电网相对末端的三相接入三相线路及储能交互功率平衡控制装置时，A、B、C三组最高单相电压Uac_max，经功率单元对应功率模块和N功率模块不控整流，在直流母线产生直流电压

该直流电压同时经DC/DC稳压电源为控制器供电。控制器通过输入接口的Uai、Ubi、Uci、Ui端口分别读取同一时刻的电压传感器U1、U2、U3、U4的采集的A相电压值Ua、B相电压值Ub、C相电压值Uc、直流母线电压Udc。控制器通过通信接口与储能模块中电池管理系统BMS的com通信接口通信读取数据。由于储能电池的剩余电量SOC及储能充放电功率P_batt与储能电池容量E_batt和电池充放电倍率系数C_batt有关，更与当地能源属性、季节变化和气象有关，如水电有丰、枯水季，光伏日发电小时，季节性的风资源等。而负荷特性与季节、当地生活劳作密切相关，如冬季寒冷负荷特性以供暖为主，夏季炎热以制冷为主等。控制器依据历史数据D_t、算法A_t、自学习优化功率系数ε及数据迭代等建立储能电池的剩余电量SOC关联函数式：

f(t)＝A_t·D_t·ε

首先分别建立区域季节系数J_α、气象系数Q_α、能源属性系数N_α、负荷特性系数L_α，由此分别得到储能电池优化剩余电量的函数表达式：

SOC_α＝f(t)E_battJ_αQ_αN_αL_α

和储能电池优化充放电功率：

P_batt＝SOC_α·E_batt·C_batt

分析计算出储能电池优化剩余电量SOC_α和优化充放电功率P_batt；

其中，t为时间；ε为自学习优化功率系数，是指经数据迭代模型计算分析，在最高电压与最低电压差值或每相电压与国标电压差值时的最佳输出功率系数，随着数据量的增加该系数越精确；计算出储能电池的优化剩余电量SOC_α的目的为：减少储能电池配置容量、提高电池寿命、是在不同季节环境、负荷条件下动态调整储能电池剩余电量，确保为电网补充或吸收功率的最优剩余电量，实现电网三相平衡。

控制器分析采集数据，确定在不同条件下同一时刻的电压最高相线路与电压最低相线路：控制器依据连续读取的A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc，并对每一相的连续数据分析比较，筛选出A、B、C三相中电压最高相线路、电压次高相线路和电压最低相线路：

Uac_1fs＝max(Ua,Ub,Uc)

Uac_3rd＝min(Ua,Ub,Uc)

Uac_2nd＝{U_a,U_b,U_c}-{max(U_a,U_b,U_c),min(U_a,U_b,U_c)}

其中，Uac_1fs为电压最高相线路的电压值；Uac_2nd为电压次高相线路的电压值；Uac_3rd为电压最低相线路的电压值；U_lgb为国标电压的下限值；U_ugb为国标电压的上限值。

步骤2中，控制器读取储能模块中电池管理系统BMS的储能电池剩余电量SOC以及A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压c，并将A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc和储能电池剩余电量SOC分别与储能电池剩余电量的上限值S_ocu、储能电池剩余电量的下限值S_ocl、国标电压的下限值U_lgb和国标电压的上限值U_ugb进行比较，计算不同约束条件下的交互功率值；

1)当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc的电压值均大于等于国标电压的下限值U_lgb且小于等于电压的上限值U_ugb，即U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb时：

①通过电压最高相线路电压值Uac_1fs与电压最低相线路电压值Uac_3rd的差值计算，得到电压差值U_diff：

Uac_1fs-Uac_3rd＝U_diff

判断电压差值U_diff是否大于电压最大偏差阈值U_λ，当U_diff≥U_λ和储能电池的剩余电量SOC大于等于储能电池剩余电量的下限值S_ocl且小于等于储能电池剩余电量的上限值S_ocu，即S_OCL≤SOC≤S_OCU时，依据电压最高相线路的电压值Uac_1fs与电压最低相线路的电压值Uac_3rd的差值U_diff、电压最低相的线路阻抗r_3rd和自学习优化功率系数ε，并依据电功原理得到电压最高相线路向电压最低相线路的交互功率值为：

②当判断电压差值U_diff小于电压最大偏差阈值U_λ，即U_diff<U_λ，且储能电池的剩余电量SOC小于储能电池的优化剩余电量SOC_α，即SOC<SOC_α时，为实现储能电池的优化剩余电量SOC_α，须及时为储能电池补充电量。依据电压最高相线路的电压值Uac_1fs与电压最低相线路电压值Uac_3rd的差值U_diff、电压最高相的线路阻抗r_1fs和自学习优化功率系数ε，并依据电功原理通过电压最高相线路为储能模块提供充电功率值为：

③当判断电压差值U_diff小于电压最大偏差阈值U_λ，即U_diff<U_λ，而储能电池的剩余电量SOC大于储能电池的优化剩余电量SOC_α，即SOC>SOC_α时，为保证储能电池的优化剩余电量SOC_α，应及时对储能电池放电。放电功率值为：

其中，U_λ为电压最大偏差阈值；SOC是描述储能电池的剩余电量值；SOC_α为储能电池的优化剩余电量；U_diff为电压最高相线路电压值Uac_1fs与电压最低相线路电压值Uac_3rd的差值；r_3rd为电压最低相的线路阻抗；P_diff为向电压最低相线路提供的交互功率值；U_λ为电压最大偏差阈值；P_{dis_o}为储能模块放电功率值；ε为自学习优化功率系数，是指经数据迭代模型计算分析，在最高电压与最低电压差值或每相电压与国标电压差值时的最佳输出功率系数，随着数据量的增加该系数越精确。

2)将A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc与国标电压的上限值U_ugb比较，判断电压Ua、Ub、Uc中是否有小于等于国标电压的上限值U_ugb，即(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb的；

①当判断A相电压Ua、B相Ub电压和C相电压Uc中有电压最高值Uac_1fs大于国标电压上限值U_ugb，即：Uac_1fs>U_ugb，或电压最高值Uac_1fs和电压次高值Uac_2nd均大于国标电压上限值U_ugb，即：

(Uac_1fs,Uac_2nd)>U_ugb

且电压最低相线路的电压值Uac_3rd小于等于国标电压上限值U_ugb与上限电压倍率系数δ_u的乘积，即：

Uac_3rd≤δ_uU_ugb

依据电压最高相线路的电压值Uac_1fs、国标电压上限值U_ugb、上限电压倍率系数δ_u、电压最低相的线路阻抗r_3rd和自学习优化功率系数ε，并依据电功原理得到低压相线路吸收高压相线路的交互功率值为：

②当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc三相均大于等于国标电压上限值U_ugb时，即(Ua,Ub,Uc)≥U_ugb，且储能电池剩余电量SOC小于等于储能电池剩余电量的上限值S_ocu，即SOC≤S_OCU，控制器识别出最高电压值Uac_1fs及所对应的电压最高相线路，电压最低值Uac_3rd及所对应的电压最低相线路，以及电压次高值Uac_2nd及所对应的电压次高相线路，

最高电压值Uac_1fs＝max(Ua,Ub,Uc)

最低电压值Uac_3rd＝min(Ua,Ub,Uc)

次高电压值Uac_2nd＝{U_a,U_b,U_c}-{max(U_a,U_b,U_c),min(U_a,U_b,U_c)}

储能模块吸收三相线路的吸收功率值分别为：

其中，SOC为储能电池剩余电量；S_OCU为储能电池剩余电量的上限值；U_ugb为国标电压上限值；δ_u为上限电压倍率系数；r_1fs为电压最高相线路阻抗；r_2nd为电压次高相线路阻抗；r_3rd为电压最低相线路阻抗；P_{cha_1fs}为对电压最高相线路的吸收功率值；P_{cha_2nd}为对电压次高相线路吸收功率值；P_{cha_3rd}为对电压最低相线路的吸收功率值；ε为自学习优化功率系数。

3)将A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc与国标电压下限值U_lgb比较，判断A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc中是否有大于国标电压下限值U_lgb，即U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)的：

①如判断A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc中,电压最低值Uac_3rd小于国标电压下限值U_lgb，即Uac_3rd<U_lgb，或电压最低值Uac_3rd和电压次高值Uac_2nd均小于国标电压下限值U_lgb，即(Uac_3rd,Uac_2nd)<U_lgb，且电压最高相的电压值Uac_1fs大于等于国标电压下限值U_lgb与下限电压倍率系数δ_l的乘积，即Uac_1fs≥δ_lU_lgb时，依据电压最低相线路的电压值Uac_3rd、国标电压下限值U_lgb、下限电压倍率系数δ_l、电压最低相的线路阻抗r_3rd和自学习优化功率系数ε，并依据电功原理得到电压最高相线路向电压最低相线路交互功率值为：

②当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc均小于等于国标电压下限值U_lgb，即(Ua,Ub,Uc)≤U_lgb，且储能电池的剩余电量SOC大于等于储能电池的剩余电量的下限值S_ocl，即SOC≥S_OCl时，控制器识别出最高电压值Uac_1fs及所对应的电压最高相线路、电压最低值Uac_3rd及所对应的电压最低相线路和次高电压值Uac_2nd及所对应的电压次高相线路；

最高电压值Uac_1fs＝max(Ua,Ub,Uc)

最低电压值Uac_3rd＝min(Ua,Ub,Uc)

次高电压值Uac_2nd＝{U_a,U_b,U_c}-{max(U_a,U_b,U_c),min(U_a,U_b,U_c)}

计算得到的储能模块为三相线路补充功率值分别为：

其中，SOC为储能电池剩余电量；S_OCl为储能电池剩余电量的下限值；U_lgb为国标电压下限值；δ_l为下限电压倍率系数；P_diff为向电压最低相线路提供的交互功率值；P_{dis_1fs}为电压最高相线路释放功率值；P_{dis_2nd}为电压次高相线路释放功率值；P_{dis_3rd}为电压最低相线路释放功率值。

步骤3中，当U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb或Uac_1fs≥U_ugb或Uac_3rd≤U_lgb时，控制器对电压最高相线路对应功率模块和电压最低相线路对应功率模块进行控制，具体如下：

①当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc均大于等于国标电压下限值U_lgb，且均小于等于国标电压上限值U_ugb时，即U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb，且U_diff≥U_λ，控制器通过输出接口控制电压最高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正。与此同时，控制器依据计算出的电压最低相线路交互功率值P_diff，向电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，实现逆变输出，实现由电压最高相线路向电压最低相线路交互功率，降低电压最高相线路与电压最低相线路之间的电压差，使三相平衡。

当电压最低相线路的负荷功率需求较大时，电压最高相线路所提供的功率同步增加，由于线损原因造成电压最高相线路末端电压下降，三相电压中的电压最高相线路的电压值Uac_1fs等于电压次高相线路的电压值Uac_2nd时，即Uac_1fs＝Uac_2nd，同时满足U_diff≥U_λ时，控制器输出PWM脉冲，分别控制原电压最高相线路和电压次高相线路对应的功率模块可控整流，并与功率模块N实现全波整流，为最低电压对应相线路提供功率。与此同时，控制器依据当前电压最低相线路交互功率值P_diff，向电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，实现逆变输出，为电压最低相线路提供交互功率，即将电压最高相线路的功率向电压最低相线路馈送功率，降低最高电压对应相线路与最低电压对应相线路之间的电压差，使三相平衡。

随着电压最高相线路向电压最低相线路交互功率增加，电压最高相线路与电压最低相线路之间的电压差值U_diff减小，向电压最低相线路提供的交互功率值P_diff同步减小，当电压差值小于电压最大偏差阈值时即U_diff<U_λ，控制器维持当前功率为电压最低相线路交互功率。

其中，Uac_2nd为电压次高相线路电压值；P_diff为向电压最低相线路提供交互功率值；U_λ为电压最大偏差阈值。

②电压最高相线路电压值大于等于国标电压上限值，即Uac_1fs≥U_ugb，且电压最低相线路电压值小于国标电压上限值与上限电压倍率系数的乘积，即Uac_3rd<δ_uU_ugb时，控制器控制电压最高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正。与此同时，控制器依据计算出的电压最低相线路交互功率值P_diff，向电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，实现逆变输出。

随着电压最高相线路向电压最低相线路交互功率的增加，上限电压倍率系数δ_u与国标上限电压值U_ugb的乘积与电压最高相线路电压值之间的电压差值减小，输出交互功率P_diff同步减小，当电压最高相线路电压值小于国标电压上限值，即Uac_1fs<U_ugb，且电压最低相线路电压值小于国标电压上限值与上限电压倍率系数的乘积，即满足Uac_3rd<δ_uU_ugb时电压最高相线路电压达标，控制器维持当前功率为电压最低相线路提供交互功率。

其中，U_ugb为国标电压上限值；δ_u为上限电压倍率系数；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值。

③在电压最低相线路电压值小于等于国标电压下限值，即Uac_3rd≤U_lgb，且电压最高相线路电压值大于等于国标电压下限值与下限电压倍率系数的乘积，即Uac_1fs≥δ_lU_lgb时，控制器控制电压最高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正。与此同时，控制器依据计算出的电压最低相线路交互功率值P_diff，向电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，实现逆变输出。

随着电压最高相线路向电压最低相线路交互功率的增加，下限电压倍率系数δ_l国标下限电压值U_lgb的乘积与电压最低相线路电压值之间的电压差值减小，输出交互功率值P_diff同步减小，当满足电压最低相线路电压值大于等于国标电压下限值，即Uac_3rd≥U_lgb且电压最高相线路电压值大于等于国标电压下限值与下限电压倍率系数的乘积，Uac_1fs≥δ_lU_lgb时电压最低相线路电压达标，控制器维持当前功率为电压最低相线路提供交互功率。

其中，U_lgb为国标电压下限值；δ_l为下限电压倍率系数；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值。

④当A相、B相、C相的电压值均大于国标电压上限值，即U_ugb≤(Ua,Ub,Uc)，且储能电池剩余电量SOC小于等于储能电池剩余电量的上限值S_ocu，即SOC≤S_OCU时，进入功率吸收控制，此时控制器分别将电压最高相线路功率值P_{cha_1fs}与储能优化充放电功率P_batt比较，如P_{cha_1fs}≤P_batt时，控制器将电压最高相线路的吸收功率值P_{cha_1fs}确定为电压最高相线路吸收功率值，并将电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}与电压次高相线路吸收功率值P_{cha_2nd}之和与储能优化充放电功率P_batt比较，如：

(P_{cha_1fs}+P_{cha_2nd})≤P_batt

控制器将电压次高相线路的吸收功率值P_{cha_2nd}确定为电压次高相线路吸收功率值；电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}、电压次高相线路吸收功率值P_{cha_2nd}与电压最低相线路吸收功率值P_{cha_3rd}三者之和与储能优化充放电功率P_batt比较，如：

(P_{cha_1fs}+P_{cha_2nd}+P_{cha_3rd})≤P_batt

控制器将电压最低相线路的吸收功率值P_{cha_3rd}确定为电压最低相线路吸收功率值。控制器通过通讯接口与储能模块中的电池管理系统BMS通讯，依据电压最高相线路的吸收功率值P_{cha_1fs}、电压次高相线路的吸收功率值P_{cha_2nd}和电压最低相线路的吸收功率值P_{cha_3rd}及对应相线路，依次控制储能模块对A、B、C三相线路吸收功率储能。

与此同时控制器依据电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}，控制电压最高Uac_1fs相对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正。

随着对电压最高相线路功率的吸收，电压最高相线路电压同步下降，当控制器判断电压次高相线路电压值等于电压最高相线路电压值，即Uac_2nd＝Uac_1fs时，控制器依据电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}和电压次高相线路吸收功率值P_{cha_2nd}，控制电压最高相线路和电压次高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正。

当控制器判断电压最高相线路电压值Uac_1fs、电压次高相线路电压值Uac_2nd和电压最低相线路电压值Uac_3rd相等，即：

Uac_1fs＝Uac_2nd＝Uac_3rd时，控制器依据电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}、电压次高相线路吸收功率值P_{cha_2nd}和电压最低相线路吸收功率值P_{cha_3rd}，控制电压最高相线路、电压次高相线路和电压最低相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正。

当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc均小于国标电压上限值U_ugb，即U_ugb>(Ua,Ub,Uc)，且储能电池剩余电量SOC小于储能电池剩余电量的上限值S_ocu，即SOC<S_OCU时，控制器通过通讯接口控制储能模块中电池管理系统BMS的吸收储能功率维持当前功率水平。

当控制器读到储能模块中电池管理系统BMS的储能电池剩余电量SOC大于等于储能电池剩余电量的上限值S_ocu，即SOC≥S_OCU或计算比较得到：

{P_{cha_1fs},(P_{cha_1fs}+P_{cha_2nd}),(P_{cha_1fs}+P_{cha_2nd}+P_{cha_3rd})}>P_batt

时，控制器发出对储能模块中的电池管理系统BMS进行涓流充电命令。

其中，U_ugb为国标电压上限值；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值；P_{cha_1fs}为向电压最高相线路吸收功率值；P_{cha_2nd}为向次高相电压线路吸收功率值；P_{cha_3rd}为向电压最低相线路吸收功率值；SOC为储能电池的剩余电量；S_OCU为储能电池剩余电量的上限值；P_batt为储能优化充放电功率值。

⑤当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc均小于等于国标电压下限值U_lgb，即U_lgb≥(Ua,Ub,Uc)，且储能电池剩余电量SOC大于储能电池剩余电量的下限值S_ocl，即SOC>S_OCl时，进入功率放电控制，此时控制器将电压最高相线路的释放功率值P_{dis_1fs}与储能优化充放电功率P_batt比较，如P_{dis_1fs}≤P_batt控制器将电压最高相线路的释放功率值P_{dis_1fs}确定为电压最高相线路的释放功率；将电压最高相线路的释放功率值P_{dis_1fs}与电压次高相线路的释放功率值P_{dis_2nd}之和再与储能优化充放电功率P_batt比较，如：

(P_{dis_1fs}+P_{dis_2nd})≤P_batt

控制器将电压次高相线路的释放功率值P_{dis_2nd}确定为电压次高相线路的释放电功率；然后再将电压最高相线路释放功率值P_{dis_1fs}、电压次高相线路释放功率值P_{dis_2nd}与电压最低相线路释放功率值P_{dis_3rd}三者之和与储能优化充放电功率P_batt比较，如：

(P_{dis_1fs}+P_{dis_2nd}+P_{dis_3rd})≤P_batt

控制器将电压最低相线路的释放功率值P_{dis_3rd}确定为电压最低相线路的释放电功率。控制器通过通讯接口与储能模块的电池管理系统BMS通讯，依据P_{dis_1fs}、P_{dis_2nd}和P_{dis_3rd}及对应相线路，依次控制储能模块对A、B、C三相线路输出功率。

与此同时控制器依据电压最低相线路释放电功率值P_{dis_3rd}，控制最低电压Uac_3rd相对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，逆变输出向电压最低相线路交互功率。

随着对电压最低相线路的功率释放，电压最低相线路的电压同步上升，当控制器判断电压次高相线路电压和电压最低相线路电压相等，即Uac_2nd＝Uac_3rd时，控制器通过输出接口依据电压最低相线路释放电功率P_{dis_3rd}和电压次高相线路释放电功率P_{dis_2nd}，控制电压最低相线路和电压次高相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，逆变输出向电压最低相线路和电压次高相线路释放功率。

当控制器判断电压最高相线路的电压、电压次高相线路的电压和电压最低相线路的电压相等时，即Uac_1fs＝Uac_2nd＝Uac_3rd时，控制器依据电压最高相线路的释放功率P_{dis_1fs}、电压次高相线路的释放功率P_{dis_2nd}和电压最低相线路的释放功率P_{dis_3rd}，控制电压最高相线路、电压次高相线路和电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，逆变输出向A、B、C三相线路释放功率。

当A、B、C三相电压均大于国标电压下限值，即U_lgb<(Ua,Ub,Uc)，且储能电池的剩余电量SOC>S_OCl时，控制器通过通信接口和储能模块中的电池管理系统BMS通信接口，控制储能模块中的电池管理系统BMS释放储能功率维持当前功率。

当控制器读到电池管理系统BMS剩余电量的储能电池SOC≤S_OCl或计算分析得到：

{P_{dis_1fs},(P_{dis_1fs}+P_{dis_2nd}),(P_{dis_1fs}+P_{dis_2nd}+P_{dis_3rd})}>P_batt

时，控制器发出对储能模块中电池管理系统BMS停止功率吸收的命令。

其中，U_lgb为国标电压下限值；P_{dis_1fs}为电压最高相线路的释放功率值；P_{dis_2nd}为电压次高相线路的释放功率值；P_{dis_3rd}为电压最低相线路的释放功率值；SOC为储能电池剩余电量；S_OCl为储能电池剩余电量的下限值；P_batt为储能优化充放电功率。

⑥为保证储能电池处于优化剩余电量SOC_α状态，使其充放电可靠工作，当储能电池的剩余电量SOC小于优化剩余电量SOC_α，储能电池充放电功率P_batt大于储能模块充电功率P_{cha_i}，且A、B、C三相电压均大于等于国标电压下限值，小于等于国标电压上限值，即：

SOC<SOC_α

P_batt>P_{cha_i}

U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb

在上述条件下，进入为储能模块中的电池管理系统BMS充电控制模式时，控制器依据历史数据分析确定最佳充电时刻和储能模块充电功率值P_{cha_i}，经通信接口控制储能模块中的电池管理系统BMS进入充电模式工作，通过输出接口控制电压最高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正。当控制器经通讯接口读取储能模块中的电池管理系统BMS数据，并判断储能电池的剩余电量SOC等于优化剩余电量SOC_α，即SOC_α＝SOC时，控制器经通讯接口控制储能模块中的电池管理系统BMS停止充电模式工作，停止对电压最高相线路对应的功率模块输出控制。

⑦为保证储能电池处于优化剩余电量SOC_α状态，充放电可靠工作，当储能电池的剩余电量SOC大于优化剩余电量SOC_α，且三相电压值大于等于国标电压下限值，小于等于国标电压上限值，进入为储能模块中的电池管理系统BMS放电控制时，即：

SOC>SOC_α

P_batt>P_{dis_o}

U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb

控制器依据历史数据分析确定最佳放电时刻和储能模块放电功率值P_{dis_o}，控制器分别经通讯接口控制储能模块中的电池管理系统BMS进入放电工作模式，通过输出接口控制电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，向电压最低相线路逆变输出功率。当控制器经通讯接口读取储能模块中的电池管理系统BMS数据，并判断储能电池的剩余电量SOC等于优化剩余电量SOC_α，即SOC_α＝SOC时，控制器控制储能模块中的电池管理系统BMS停止放电模式工作，停止对电压最低相线路对应的功率模块输出控制。

其中，SOC是描述储能电池的剩余电量；S_ocl为储能电池剩余电量下限值；S_ocu为储能电池剩余电量上限值；SOC_α是储能电池的优化剩余电量值；P_batt为储能电池充放电功率；P_{dis_o}为储能模块放电功率值；P_{cha_i}为储能模块充电功率值。

附图说明

图1为系统示意图；

图2为三相线路及储能交互功率平衡控制装置拓扑图；

图3为三相线路及储能交互功率平衡控制装置的控制方法流程图；

图4为三相线路通过储能模块吸收功率控制流程图；

图5为控制储能模块对三相线路释放功率流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

本发明三相线路及储能交互功率平衡控制装置的控制方法具体如下：

如图1所示，本发明在电网线路相对末端安装三相线路及储能交互功率平衡控制装置，当三相线路超标或部分线路超标情况下，通过三相单相线路电气参数识别、分析，在对每条线路供电功率优化、动态分配，适应每条线路的负荷快速变化的需求，在同一时刻实现三相线路交互功率的双向潮流流动。通过对超标上、下限阈值及调整系数的控制，将高负荷线路部分功率转移到低负荷线路上，将三相超标线路功率通过与储能充放电交互，使三相线路交互功率趋于最佳。

如图2所示，本发明控制方法的三相线路及储能交互功率平衡控制装置主要由功率单元、DC/DC稳压电源U5、控制器U6和末端单相电源接入端组成。

所述的三相线路及储能交互功率平衡控制装置通过其末端单相电源接入端接入电网的相对末端。电网相对末端的三个A、B、C单相对应接入到三相线路及储能交互功率平衡控制装置中的A相、B相、C相上，零线共接在N端。

所述的功率单元由功率模块A、功率模块B、功率模块C、功率模块N、储能模块U7和直流电压传感器U4组成。功率模块A、功率模块B、功率模块C和功率模块N并联，并联的正极为功率单元直流母线正极U+，负极为功率单元直流母线负极U-。功率单元直流母线正极U+、负极U-分别与DC/DC稳压电源U5的正极Udi+、负极Udi-输入端连接，与储能模块U7的正、负输入输出端连接，与直流电压传感器U4并联。

所述的末端单相电源接入端由A相电源接入端A、B相电源接入端B、C相单相电源端C、零线公共接入端N、电感L1、L2、L3、交流电压传感器U1、U2和U3组成。

3个交流电压传感器分别为U1、U2和U3，其中交流电压传感器U1的两端分别与A相电源接入端A和零线公共接入端N连接，同时A相电源接入端A又与电感L1的L1i端连接，电感L1的另一L1o端与功率模块A交流端Aac连接；交流电压传感器U2的两端分别与B相电源接入端B和零线公共接入端N连接，同时B相电源接入端B与电感L2的L2i端连接，电感L2的另一L2o端与功率模块B交流端Bac连接；交流电压传感器U3的两端分别与C相单相电源端C和零线公共接入N端连接，同时C相电源接入端C又与电感L3的L3i端连接，电感L3的另一L3o端与功率模块C交流端Cac连接。

所述的控制器U6内嵌有输入接口、输出接口和通信接口，所述输入接口中的Uai端与交流电压传感器U1的数据输出端连接，交流电压传感器U1检测A相电源的相电压值Ua，输入接口中的Ubi端与交流电压传感器U2的数据输出端连接，交流电压传感器U2检测B相电源的相电压值Ub，输入接口中的Uci端与交流电压传感器U3的数据输出端连接，交流电压传感器U3检测C相电源的相电压值Uc，输入接口中的Ui端与直流电压传感器U4的数据输出端连接，直流电压传感器U4检测直流母线电压值Udc。

控制器U6通过输入接口实时读取每个电压传感器的电压值，通过通信接口COM与储能模块U7通信接口COM连接，实时读取储能模块U7中的电池管理系统BMS的数据，经分析计算，发出控制储能模块U7中的电池管理系统BMS数据，实现对储能电池E1充放电控制。

控制器U6的输出接口中的端口g1o与功率模块A功率开关管Q1的控制端g1连接，输出接口中的端口g2o与功率模块A功率开关管Q2的控制端g2连接，输出接口中的端口g3o与功率模块B功率开关管Q2的控制端g3连接，输出接口中的端口g4o与功率模块B功率开关管Q4控制端g4连接，输出接口中的端口g5o与功率模块C功率开关管Q5控制端g5连接，输出接口中的端口g6o与功率模块C功率开关管Q6的控制端g6连接，输出接口中的端口g7o与功率模块N功率开关管Q7的控制端g7连接，输出接口中的端口g8o与功率模块N的功率开关管Q8的控制端g8连接，控制器U6通过输出接口分别对功率模块A、功率模块B、功率模C块和功率模块N实时控制。

所述的DC/DC稳压电源U5的直流输入正端Udi+、直流输入负端Udi-分别与功率单元直流母线的正极U+、负极U-连接，DC/DC稳压电源U5的输出正端Udo+、直流输出负端Udo-分别与控制器U6的电源正极输入端E+、电源负极输入端E-连接，为控制器提供直流电源。

所述功率模块A的交流端Aac与电感L1的端口L1o连接，功率模块B的交流端Bac与电感L2端口的L2o连接；功率模块C的交流端Cac与电感L3的端口L3o连接，功率模块N的交流端Dac与末端单相电源零线公共接入端N连接。

所述三相线路及储能交互功率平衡控制装置的三个末端单相电源接入端接入电网相对末端，电网相对末端的三个A、B、C单相对应接入到三相线路及储能交互功率平衡控制装置的A相、B相、C相上，零线共接在N端。

所述的功率模块A由功率开关管Q1、功率开关管Q2、续流二极管D1、续流二极管D2组成。其中功率开关管Q1的三只管脚分别为控制输入端g1、功率输入端Q1i和功率输出端Q1o；功率开关管Q2的三只管脚分别为控制输入端g2、功率输入端Q2i和功率输出端Q2o；功率开关管Q1的输入端Q1i和功率输出端Q1o反向并联续流二极管D1；功率开关管Q2的输入端Q2i和功率输出端Q2o反向并联续流二极管D2。功率开关管Q2的功率输入端Q2i与功率开关管Q1的输出端Q1o串联，连接点为功率模块A的交流端Aac，Q1i端为A功率模块的正端，Q2o为功率模块A的负端。

功率模块B由功率开关管Q3、功率开关管Q4、续流二极管D3、续流二极管D4组成。其中功率开关管Q3的三只管脚分别为控制输入端g3，功率输入端Q3i和功率输出端Q3o；功率开关管Q4的三只管脚分别为控制输入端g4，功率输入端Q4i和功率输出端Q4o；功率开关管Q3的输入端Q3i和功率输出端Q3o反向并联续流二极管D3；功率开关管Q4的输入端Q4i和功率输出端Q4o反向并联续流二极管D4。功率开关管Q4的功率输入端Q4i与功率开关管Q3的输出端Q3o串联，连接点为功率模块B的交流端Bac，Q3i端为功率模块B的正端，Q4o为功率模块B的负端；

功率模块C由功率开关管Q5、功率开关管Q6、续流二极管D5、续流二极管D6组成。其中功率开关管Q5的三只管脚分别为控制输入端g5，功率输入端Q5i和功率输出端Q5o；功率开关管Q6的三只管脚分别为控制输入端g6，功率输入端Q6i和功率输出端Q6o；功率开关管Q5的输入端Q5i和功率输出端Q5o反向并联续流二极管D5；功率开关管Q6的输入端Q6i和功率输出端Q6o反向并联续流二极管D6。功率开关管Q6功率输入端Q6i与Q5功率开关管的输出端Q5o串联，连接点为功率模块C的交流端Cac，Q5i端为功率模块C的正端，Q6o为功率模块C的负端；

功率模块N由功率开关管Q7、功率开关管Q8、续流二极管D7、续流二极管组D8成。功率开关管Q7的三只管脚分别为控制输入端g7，功率输入端Q7i和功率输出端Q7o；功率开关管Q8的三只管脚分别为控制输入端g8，功率输入端Q8i和功率输出端Q8o；功率开关管Q7的输入端Q7i和功率输出端Q7o反向并联续流二极管D7；功率开关管Q8的输入端Q8i和功率输出端Q8o反向并联续流二极管D8。功率开关管Q8的功率输入端Q8i与功率开关管Q7的输出端Q7o串联，连接点为功率模块N的交流端Dac，Q7i端为N功率模块的正端，Q8o为功率模块N的负端。所述的储能模块U7由电池管理系统BMS和储能电池E1组成，电池管理系统BMS监控管理储能电池E1的状态和控制充放电过程，并通过通信接口COM与控制器通信接口COM通讯，接收或上传数据。储能模块U7的正输入输出端UE+与母线U+连接，储能模块U7的负输入输出端UE-与母线U-连接

本发明对三相线路及储能交互功率平衡控制装置的控制方法如下：

步骤1，控制器读取电压传感器U1、U2、U3、U4的电压数据和储能模块中的电池管理系统BMS通信接口数据。控制器依据历史数据、季节、能源属性、负荷特性，通过算法、自学习及技术迭代，分析计算储能电池的优化剩余电量SOC_α、电池充放电功率P_batt；

步骤2，控制器将三相线路A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc与国标电压下限U_lgb或国标电压上限U_ugb比较，识别三相中的最高电压值、次高电压值、最低电压值及所对应的相线路。并依据电压最高相、电压次高相、电压最低相的线路阻抗和储能电池的剩余电量SOC、储能电池的优化剩余电量SOC_α，计算出交互功率值P_diff、充电功率值P_cha和放电功率值P_dis，约束条件为：

U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb和U_diff≥U_λ

Uac_1fs>U_ugb和Uac_3rd≤δ_uU_ugb

Uac_3rd<U_lgb和Uac_1fs≥δ_lU_lgb

U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb和S_ocu≤SOC≤S_ocl。

步骤3，当A相电压值Ua、B相电压值Ub和C相电压值Uc大于等于国标电压的下限值U_lgb且小于等于电压的上限值U_ugb，即U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb或电压最高相线路的电压值Uac_1fs大于等于国标电压的上限值，即Uac_1fs≥U_ugb，或电压最低相线路的电压值Uac_3rd小于等于国标电压的下限值U_lgb，即Uac_3rd≤U_lgb时，控制器依据交互功率值和储能电池充放电功率，通过输出接口控制三相对应的功率模块输出PWM脉冲，实现电压最高相线路与电压最低相线路的交互功率或储能模块中的电池管理系统BMS与三相线路的交互功率。

其中，Ua、Ub、Uc分别为A相、B相和C相电压值；Uac_1fs为三相中电压最高对应相的电压值；Uac_3rd为三相中电压最低对应相的电压值；U_lgb为国标电压的下限值；U_ugb为国标电压的上限值；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值；U_λ为电压最大偏差阈值；δ_l为下限电压倍率系数；δ_u为上限电压倍率系数；SOC是描述储能电池剩余电量值；S_ocl为储能电池剩余电量下限值；S_ocu为储能电池剩余电量上限值。

各步骤具体说明如下：

如图2、图3所示，

步骤1中，当电网相对末端的三相接入三相线路及储能交互功率平衡控制装置时，A、B、C三组最高单相电压Uac_max，经功率单元对应功率模块和功率模块N不控整流，在直流母线产生直流电压

该直流电压同时经DC/DC稳压电源为控制器供电。控制器通过输入接口的Uai、Ubi、Uci、Ui端口分别读取同一时刻的电压传感器U1、U2、U3、U4采集的A相电压值Ua、B相电压值Ub、C相电压值Uc、直流母线电压Udc。控制器通过通信接口与储能模块中电池管理系统BMS的com通信接口通信读取数据。

由于储能电池的剩余电量SOC及储能充放电功率P_batt与储能电池容量E_batt和电池充放电倍率系数C_batt有关，更与当地能源属性、季节变化和气象有关，如水电有丰、枯水季，光伏日发电小时，季节性的风资源等。而负荷特性与季节、当地生活劳作密切相关，如冬季寒冷负荷特性以供暖为主，夏季炎热以制冷为主等。控制器依据历史数据D_t、算法A_t、自学习优化功率系数ε及技术迭代等建立储能电池的剩余电量SOC关联函数式：

f(t)＝A_t·D_t·ε

首先分别建立区域季节系数J_α、气象系数Q_α、能源属性系数N_α、负荷特性系数L_α，由此分别得到储能电池优化剩余电量的函数表达式：

SOC_α＝f(t)E_battJ_αQ_αN_αL_α

和储能电池优化充放电功率：

P_batt＝SOC_α·E_batt·C_batt

分析计算出储能电池的优化剩余电量SOC_α和优化充放电功率P_batt；

其中，t为时间；ε为自学习优化功率系数，是指经历史数据迭代模型计算分析，在最高电压与最低电压差值或每相电压与国标电压差值时的最佳输出功率系数，随着数据量的增加该系数越精确；计算出储能电池的优化剩余电量SOC_α的目的为：减少储能电池配置容量、提高电池寿命、是在不同季节环境、负荷条件下动态调整储能电池的剩余电量，确保为电网释放或吸收功率的最优剩余电量，实现电网三相平衡。

控制器分析采集数据，确定在不同条件下的同一时刻的电压最高相线路与电压最低相线路：控制器依据连续读取的A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc，并对每一相的连续数据分析比较，筛选出A、B、C三相中电压最高相线路、电压次高相线路和电压最低相线路，

Uac_1fs＝max(Ua,Ub,Uc)

Uac_3rd＝min(Ua,Ub,Uc)

Uac_2nd＝{U_a,U_b,U_c}-{max(U_a,U_b,U_c),min(U_a,U_b,U_c)}

其中，Uac_1fs为电压最高相线路对应的电压值；Uac_2nd为电压次高相线路对应的电压值；Uac_3rd为电压最低相线路对应的电压值；U_lgb为国标电压的下限值；U_ugb为国标电压的上限值；

步骤2中，控制器读取储能模块中电池管理系统BMS的储能电池剩余电量SOC和A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc，并将A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc和储能电池的剩余电量SOC，分别与储能电池剩余电量的上限值S_ocu、储能电池剩余电量的下限值S_ocl、国标电压的下限值U_lgb和国标电压的上限值U_ugb进行比较，计算出不同约束条件下的交互功率值；

1)当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc的电压值均大于等于国标电压的下限值U_lgb且小于等于电压的上限值U_ugb，即U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb时：

①通过电压最高相线路电压值Uac_1fs与电压最低相线路电压值Uac_3rd的差值计算，得到电压差值U_diff：

Uac_1fs-Uac_3rd＝U_diff

判断电压差值U_diff是否大于电压最大偏差阈值U_λ，当U_diff≥U_λ和储能电池的剩余电量SOC大于等于储能电池剩余电量的下限值S_ocl且小于等于储能电池剩余电量的上限值S_ocu，即S_OCL≤SOC≤S_OCU时，依据电压最高相线路的电压值Uac_1fs与电压最低相线路的电压值Uac_3rd的差值U_diff、电压最低相的线路阻抗r_3rd和自学习优化功率系数ε，并依据电功原理得到电压最高相线路向电压最低相线路交互功率值为：

②当判断电压差值U_diff小于电压最大偏差阈值U_λ，即U_diff<U_λ，且储能电池的剩余电量SOC小于储能电池的优化剩余电量SOC_α，即SOC<SOC_α时，为实现储能电池的优化剩余电量SOC_α，须及时为储能电池补充电量。依据电压最高相线路的电压值Uac_1fs与电压最低相线路电压值Uac_3rd的差值U_diff、电压最高相的线路阻抗r_1fs和自学习优化功率系数ε，并依据电功原理通过电压最高相线路为储能模块提供充电功率值为：

③当判断电压差值U_diff小于电压最大偏差阈值U_λ，即U_diff<U_λ，而储能电池的剩余电量SOC大于储能电池的优化剩余电量SOC_α，即SOC>SOC_α时，为保证储能电池的优化剩余电量SOC_α，应及时对储能电池放电。放电功率值为：

其中，U_λ为电压最大偏差阈值；SOC是描述储能电池的剩余电量；SOC_α为储能电池的优化剩余电量；U_diff为电压最高相线路电压值Uac_1fs与电压最低相线路电压值Uac_3rd的差值；r_3rd为电压最低相的线路阻抗；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值；U_λ为电压最大偏差阈值；P_{dis_o}为储能模块放电功率值；ε为自学习优化功率系数，是指经数据迭代模型计算分析，在最高电压与最低电压差值或每相电压与国标电压差值时的最佳输出功率系数，随着数据量的增加该系数越精确。

2)将A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc与国标电压的上限值U_ugb比较，判断电压Ua、Ub、Uc中是否有小于等于国标电压的上限值U_ugb，即(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb的；

①当判断A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc中有电压最高值Uac_1fs大于国标电压上限值U_ugb，即Uac_1fs>U_ugb，或电压最高值Uac_1fs和电压次高值Uac_2nd均大于国标电压上限值U_ugb，即：

(Uac_1fs,Uac_2nd)>U_ugb

且电压最低相线路的电压值Uac_3rd小于等于国标电压上限值U_ugb与上限电压倍率系数δ_u的乘积，即：

Uac_3rd≤δ_uU_ugb

依据电压最高相线路的电压值Uac_1fs、国标电压上限值U_ugb、上限电压倍率系数δ_u、电压最低相的线路阻抗r_3rd和自学习优化功率系数ε，并依据电功原理得到低压相线路吸收高压相线路的交互功率值为：

②当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc三相均大于等于国标电压上限值U_ugb时，即(Ua,Ub,Uc)≥U_ugb，且储能电池的剩余电量SOC小于等于储能电池的剩余电量的上限值S_ocu，即SOC≤S_OCU，控制器识别出最高电压值Uac_1fs及所对应的电压最高相线路，电压最低值Uac_3rd及所对应的电压最低相线路，以及电压次高值Uac_2nd及所对应的电压次高相线路，

最高电压值Uac_1fs＝max(Ua,Ub,Uc)

最低电压值Uac_3rd＝min(Ua,Ub,Uc)

次高电压值Uac_2nd＝{U_a,U_b,U_c}-{max(U_a,U_b,U_c),min(U_a,U_b,U_c)}

储能模块吸收三相线路的功率值分别为：

其中，SOC为储能电池的剩余电量；S_OCU为储能电池剩余电量的上限值；U_ugb为国标电压上限值；δ_u为上限电压倍率系数；r_1fs为电压最高相线路阻抗；r_2nd为电压次高相线路阻抗；r_3rd为电压最低相线路阻抗；P_{cha_1fs}为对电压最高相线路的吸收功率值；P_{cha_2nd}为对电压次高相线路吸收功率值；P_{cha_3rd}为对电压最低相线路吸收功率值；ε为自学习优化功率系数。

3)将A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc与国标电压下限值U_lgb比较，判断A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc是否有大于国标电压下限值U_lgb，即U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)的：

①如判断A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc中，电压最低值Uac_3rd小于国标电压下限值U_lgb，即Uac_3rd<U_lgb，或电压最低值Uac_3rd和电压次高值Uac_2nd同时小于国标电压下限值U_lgb，即(Uac_2nd,Uac_3rd)<U_lgb，且电压最高相的电压值Uac_1fs大于等于国标电压下限值U_lgb与下限电压倍率系数δ_l的乘积，即Uac_1fs≥δ_lU_lgb时，依据电压最低相线路的电压值Uac_3rd、国标电压下限值U_lgb、下限电压倍率系数δ_l、电压最低相的线路阻抗r_3rd和自学习优化功率系数ε，并依据电功原理得到电压最高相线路向最低相电压线路交互功率值为：

②当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc均小于等于国标电压下限值U_lgb，即(Ua,Ub,Uc)≤U_lgb，且储能电池的剩余电量SOC大于等于储能电池的剩余电量的下限值S_ocl，即SOC≥S_OCl时，控制器识别出最高电压值Uac_1fs及所对应的电压最高相线路、电压最低值Uac_3rd及所对应的电压最低相线路和次高电压值Uac_2nd及所对应的电压次高相线路；

最高电压值Uac_1fs＝max(Ua,Ub,Uc)

最低电压值Uac_3rd＝min(Ua,Ub,Uc)

次高电压值Uac_2nd＝{U_a,U_b,U_c}-{max(U_a,U_b,U_c),min(U_a,U_b,U_c)}

计算得到的储能模块为三相线路释放功率值分别为：

其中，SOC为储能电池的剩余电量；S_OCl为储能电池剩余电量的下限值；U_lgb为国标电压下限值；δ_l为下限电压倍率系数；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值；P_{dis_1fs}为电压最高相线路释放功率值；P_{dis_2nd}为电压次高相线路释放功率值；P_{dis_3rd}为电压最低相线路释放功率值。

步骤3中，当U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb或Uac_1fs≥U_ugb或Uac_3rd≤U_lgb时，控制器对电压最高相线路对应的功率模块和电压最低相线路对应的功率模块进行控制，具体如下：

①当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc均大于等于国标电压下限值U_lgb和均小于等于国标电压上限值U_ugb时，即U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb，且U_diff≥U_λ，控制器通过输出接口控制电压最高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正。与此同时，控制器依据计算出的电压最低相线路的交互功率值P_diff，向电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，实现逆变输出，完成由电压最高相线路向电压最低相线路交互功率，降低电压最高相线路与电压最低相线路之间的电压差，使三相平衡。

当电压最低相线路的负荷功率需求较大时，电压最高相线路所交互的功率同步增加，由于线损原因造成电压最高相线路末端电压下降，三相电压中的电压最高相线路的电压值Uac_1fs等于电压次高相线路的电压值Uac_2nd时，即Uac_1fs＝Uac_2nd，同时满足U_diff≥U_λ时，控制器输出PWM脉冲波，分别控制原电压最高相线路和原电压次高相线路对应的功率模块可控整流，并与功率模块N实现全波整流，为电压最低对应相线路提供功率。与此同时，控制器依据当前电压最低相线路交互功率值P_diff，向电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，实现逆变输出，为电压最低相线路交互功率，即将电压最高相线路的功率为电压最低相线路交互功率，降低最高电压对应相线路与最低电压对应相线路之间的电压差，使三相平衡。

随着电压最高相线路向电压最低相线路的交互功率增加，电压最高相线路与电压最低相线路之间的电压差值U_diff减小，向电压最低相线路的交互功率值P_diff同步减小，当电压差值小于电压最大偏差阈值时即U_diff<U_λ，控制器维持当前功率为电压最低相线路交互功率。

其中，Uac_2nd为电压次高相线路电压值；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值；U_λ为电压最大偏差阈值。

参见图2和图3举例说明：

如当控制器U6判断A相电压Ua＝Uac_1fs、B相电压Ub＝Uac_2nd、C相电压Uc＝Uac_3rd，并且U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb和Ua-Uc≥U_λ时，控制器U6通过输出接口中的go1和go2输出PWM脉冲，控制功率模块A中的g1和g2实现对功率开关管Q1和Q2整流控制，并与功率模块N中的续流二极管D7和D8实现可控整流。于此同时控制器依据计算出交互功率值：

通过输出接口中的go5、go6、go7和go8输出PWM脉冲波，控制功率模块C和功率模块N中的g5、g6、g7和g8，实现对功率开关管Q5、Q6、Q7和Q8逆变输出控制，为C相线路交互功率。即将A相线路交互功率到C相线路，实现三相线路电压趋近于平衡。

当A相线路交互功率的增加不能满足C相线路负荷功率需求时，由于线损造成A相线路电压降低，当Ua＝Ub且Ua-Uc≥U_λ时，控制器U6通过输出接口中的go1、go2、go3和go4输出PWM脉冲，控制功率模块A、B中的g1、g2、g3和g4实现对功率开关管Q1、Q2、Q3和Q4整流控制，并与功率模块N中的续流二极管D7和D8实现可控整流。控制器U6依据计算出的交互功率值：

通过输出接口中的go5、go6、go7和go8输出PWM脉冲，控制功率模块C和功率模块N中的g5、g6、g7和g8，实现对功率开关管Q5、Q6、Q7和Q8逆变输出控制，实现A相线路、B相线路同时为C相线路交互功率。

②电压最高相线路电压值大于等于国标电压上限值，即Uac_1fs≥U_ugb，且电压最低相线路电压值小于国标电压上限值与上限电压倍率系数的乘积，即Uac_3rd<δ_uU_ugb时，控制器控制电压最高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正。与此同时，控制器依据计算出的电压最低相线路交互功率值P_diff，向电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，实现逆变输出。

随着电压最高相线路向电压最低相线路交互功率增加，上限电压倍率系数δ_u与国标上限电压值U_ugb的乘积与电压最高相线路电压值之间的电压差值减小，输出交互功率值P_diff同步减小，当电压最高相线路电压值小于国标电压上限值，即Uac_1fs<U_ugb，且电压最低相线路电压值小于国标电压上限值与上限电压倍率系数的乘积，即满足Uac_3rd<δ_uU_ugb时电压最高相线路电压达标，控制器维持当前功率为电压最低相线路的交互功率。

其中，U_ugb为国标电压上限值；δ_u为上限电压倍率系数；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值。

参见图2和图3举例说明：

如Ua＝Uac_1fs≥U_ugb且Uac_3rd<δ_uU_ugb取δ_u＝0.95条件下时进入交互功率控制，控制器U6通过输出接口中的go1和go2输出PWM脉冲波，控制功率模块A中的g1和g2实现对功率开关管Q1和Q2整流控制，并与功率模块N中的续流二极管D7和D8实现可控整流，同步进行功率因数校正。与此同时控制器U6依据计算出的输出交互功率值：

通过输出接口中的go5、go6、go7和go8输出PWM脉冲波，控制功率模块C和功率模块N中的g5、g6、g7和g8，实现对功率开关管Q5、Q6、Q7和Q8逆变输出控制，为C相线路交互功率。

随着A相线路向C相线路交互功率P_diff增加，A相线路电压Ua值与0.95U_ugb之间的电压差值减小，输出交互功率P_diff同步减小，当满足Ua<U_ugb且Uc<δ_uU_ugb时A相线路电压达标，控制器维持当前功率为C相线路交互功率。

③在电压最低相线路电压值小于等于国标电压下限值，即Uac_3rd≤U_lgb，且电压最高相线路电压值大于等于国标电压下限值与下限电压倍率系数的乘积，即Uac_1fs≥δ_lU_lgb时，控制器控制电压最高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正。与此同时，控制器依据计算出的电压最低相线路交互功率值P_diff，向电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，实现逆变输出。

随着电压最高相线路向电压最低相线路交互功率增加，下限电压倍率系数δ_l国标下限电压值U_lgb的乘积与电压最低相线路电压值之间的电压差值减小，输出交互功率P_diff同步减小，当满足电压最低相线路电压值大于等于国标电压下限值，即Uac_3rd≥U_lgb，且电压最高相线路电压值大于等于国标电压下限值与下限电压倍率系数的乘积，Uac_1fs≥δ_lU_lgb时电压最低相线路电压达标，控制器维持当前功率为电压最低相线路的交互功率。

其中，U_lgb为国标电压下限值；δ_l为下限电压倍率系数；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值。

参见图2和图3举例说明：

如Uc＝Uac_3rd≤U_lgb且Ua＝Uac_1fs≥δ_lU_lgb取δ_l＝1.1条件下时进入交互功率控制时，控制器U6通过输出接口中的go1和go2输出PWM脉冲波，控制功率模块A中的g1和g2实现对功率开关管Q1和Q2整流控制，并与功率模块N中的续流二极管D7和D8实现可控整流，同步进行功率因数校正。与此同时，控制器U6依据输出的交互功率计算值：

确定C相线路的控制PWM脉冲输出调制功率值，通过输出接口中的go5、go6、go7和go8输出PWM脉冲波，控制功率模块C和功率模块N中的g5、g6、g7和g8，实现对功率开关管Q5、Q6、Q7和Q8逆变输出控制，为C相线路交互功率。随着A相线路向C相线路交互功率P_diff增加，A相电压Ua值与1.1U_lgb之间的电压差值减小，输出交互功率P_diff同步减小，当满足Uc>U_lgb且Ua≥δ_lU_lgb时C相线路电压达标，控制器U6维持当前功率为C相线路提供的交互功率。

④如图4所示，当A相、B相、C相的电压值均大于国标电压上限值，即U_ugb≤(Ua,Ub,Uc)，且储能电池剩余电量SOC小于等于储能电池剩余电量的上限值S_ocu，即SOC≤S_OCU时，进入功率吸收控制，此时控制器分别将电压最高相线路的吸收功率值P_{cha_1fs}与储能优化充放电功率P_batt比较，如P_{cha_1fs}≤P_batt，控制器将电压最高相线路的吸收功率值P_{cha_1fs}确定为电压最高相线路吸收功率值，并将电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}与电压次高相线路吸收功率值P_{cha_2nd}之和与储能优化充放电功率P_batt比较，如：

(P_{cha_1fs}+P_{cha_2nd})≤P_batt

控制器将电压次高相线路的吸收功率P_{cha_2nd}值确定为电压次高相线路吸收功率值；电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}、电压次高相线路吸收功率值P_{cha_2nd}与电压最低相线路吸收功率值P_{cha_3rd}三者之和与储能优化充放电功率P_batt比较，如：

(P_{cha_1fs}+P_{cha_2nd}+P_{cha_3rd})≤P_batt

控制器将电压最低相线路的吸收功率P_{cha_3rd}值确定为电压最低相线路吸收功率值。控制器通过通讯接口与储能模块中的电池管理系统BMS通讯，依据电压最高相线路的吸收功率值P_{cha_1fs}、电压次高相线路的吸收功率值P_{cha_2nd}和电压最低相线路的吸收功率值P_{cha_3rd}及对应相线路，依次控制储能模块对A、B、C三相线路吸收功率储能。

与此同时，控制器依据电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}，控制电压最高Uac_1fs相对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正。

随着对电压最高相线路功率的吸收，电压最高相线路电压同步下降，当控制器判断电压次高相线路电压值等于电压最高相线路电压值，即Uac_2nd＝Uac_1fs时，控制器依据电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}和电压次高相线路吸收功率值P_{cha_2nd}，控制电压最高相线路和电压次高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正。

当控制器判断电压最高相线路电压值Uac_1fs、电压次高相线路电压值Uac_2nd和电压最低相线路电压值Uac_3rd相等，即：

Uac_1fs＝Uac_2nd＝Uac_3rd时，控制器依据电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}、电压次高相线路吸收功率值P_{cha_2nd}和电压最低相线路吸收功率值P_{cha_3rd}，控制电压最高相线路、电压次高相线路和电压最低相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正。

当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc均小于国标电压上限值U_ugb，即U_ugb>(Ua,Ub,Uc)，且储能电池的剩余电量SOC小于储能电池的剩余电量的上限值S_ocu，即SOC<S_OCU时，控制器通过通讯接口控制储能模块中的电池管理系统BMS吸收储能功率维持当前功率水平。

当控制器读到储能模块中电池管理系统BMS的储能电池的剩余电量SOC大于等于储能电池剩余电量的上限值S_ocu，即SOC≥S_OCU或计算比较得到：

{P_{cha_1fs},(P_{cha_1fs}+P_{cha_2nd}),(P_{cha_1fs}+P_{cha_2nd}+P_{cha_3rd})}>P_batt

时，控制器发出对储能模块中的电池管理系统BMS进行涓流充电命令。

其中，U_ugb为国标电压上限值；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值；P_{cha_1fs}为向电压最高相线路吸收功率值；P_{cha_2nd}为向电压次高相线路吸收功率值；P_{cha_3rd}为向电压最低相线路吸收功率值；SOC为储能电池剩余电量；S_OCU为储能电池剩余电量的上限值；P_batt为储能优化充放电功率值。

⑤如图5所示，当A电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc均小于等于国标电压下限值U_lgb，即U_lgb≥(Ua,Ub,Uc)，且储能电池的剩余电量SOC大于储能电池剩余电量的下限值S_ocl，即SOC>S_OCl时，进入功率放电控制，此时控制器将电压最高相线路释放功率值P_{dis_1fs}与储能优化充放电功率P_batt比较，如P_{dis_1fs}≤P_batt，控制器将电压最高相线路的释放功率值P_{dis_1fs}确定为电压最高相线路的释放功率；将电压最高相线路的释放功率值P_{dis_1fs}与电压次高相线路的释放功率值P_{dis_2nd}之和与储能优化充放电功率P_batt比较，如

(P_{dis_1fs}+P_{dis_2nd})≤P_batt

控制器将电压次高相线路的释放功率值P_{dis_2nd}确定为电压次高相线路的释放功率；然后再将电压最高相线路的释放功率值P_{dis_1fs}、电压次高相线路的释放功率值P_{dis_2nd}与电压最低相线路释放功率值P_{dis_3rd}三者之和与储能优化充放电功率P_batt比较，如：

(P_{dis_1fs}+P_{dis_2nd}+P_{dis_3rd})≤P_batt

控制器将电压最低相线路的释放功率值P_{dis_3rd}确定为电压最低相线路的释放功率。控制器通过通讯接口与储能模块中的电池管理系统BMS通讯，依据P_{dis_1fs}、P_{dis_2nd}和P_{dis_3rd}及对应相线路，依次控制储能模块对A、B、C三相线路输出功率。

与此同时，控制器依据电压最低相线路释放功率值P_{dis_3rd}，控制最低电压Uac_3rd相对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，逆变输出向电压最低相线路交互功率。

随着对电压最低相线路的功率释放，电压最低相线路的电压同步上升，当控制器判断电压次高相线路电压和电压最低相线路电压相等时，即Uac_2nd＝Uac_3rd时，控制器通过输出接口依据电压最低相线路释放功率P_{dis_3rd}和电压次高相线路释放功率P_{dis_2nd}，控制电压最低相线路和电压次高相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，逆变输出向电压最低相线路和电压次高相线路交互功率。

当控制器判断电压最高相线路的电压、电压次高相线路的电压和电压最低相线路的电压相等时，即Uac_1fs＝Uac_2nd＝Uac_3rd时，控制器依据电压最高相线路释放功率P_{dis_1fs}、电压次高相线路释放功率P_{dis_2nd}和电压最低相线路释放功率P_{dis_3rd}，控制电压最高相线路、次高相电压和电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，逆变输出向A、B、C三相线路交互功率。

当A、B、C三相电压均大于国标电压下限值，即U_lgb<(Ua,Ub,Uc)且储能电池的剩余电量SOC>S_OCl时，控制器通过通信接口和储能模块中的电池管理系统BMS通信接口，控制储能模块中的电池管理系统BMS释放储能功率维持当前功率。

当控制器读到电池管理系统BMS剩余电量的储能电池SOC≤S_OCl或计算分析得到：

{P_{dis_1fs},(P_{dis_1fs}+P_{dis_2nd}),(P_{dis_1fs}+P_{dis_2nd}+P_{dis_3rd})}>P_batt

时，控制器发出对储能模块中的电池管理系统BMS停止功率吸收的命令。

其中，U_lgb为国标电压下限值；P_{dis_1fs}为电压最高相线路释放功率值；P_{dis_2nd}为电压次高相线路释放功率值；P_{dis_3rd}为电压最低相线路释放功率值；SOC为储能电池的剩余电量；S_OCl为储能电池剩余电量的下限值；P_batt为储能优化充放电功率。

⑥为保证储能电池处于优化剩余电量SOC_α状态，使充放电可靠工作，当储能电池的剩余电量SOC小于优化剩余电量SOC_α，储能电池充放电功率P_batt大于储能模块充电功率P_{cha_i}，且A、B、C三相电压均大于等于国标电压下限值，小于等于国标电压上限值，即：

SOC<SOC_α

P_batt>P_{cha_i}

U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb

在上述条件下，进入为储能模块中的电池管理系统BMS充电控制模式时，控制器依据历史数据分析确定最佳充电时刻和储能模块充电功率值P_{cha_i}，经通信接口控制储能模块中的电池管理系统BMS进入充电模式工作，通过输出接口控制电压最高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲波，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正。当控制器经通讯接口读取储能模块中的电池管理系统BMS数据，并判断储能电池的剩余电量SOC等于优化剩余电量SOC_α，即SOC_α＝SOC时，控制器经通讯接口控制储能模块中的电池管理系统BMS停止充电模式工作，停止对电压最高相线路对应的功率模块输出控制。

⑦为保证储能电池处于优化剩余电量SOC_α状态，充放电可靠工作，当储能电池的剩余电量SOC大于优化剩余电量SOC_α，且三相电压值大于等于国标电压下限值，小于等于国标电压上限值，进入为储能模块中的电池管理系统BMS放电控制时，即：

SOC>SOC_α

P_batt>P_{dis_o}

U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb

控制器依据历史数据分析确定最佳放电时刻和储能模块放电功率值P_{dis_o}，控制器分别经通讯接口控制储能模块中的电池管理系统BMS进入放电工作模式，通过输出接口控制电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，向电压最低相线路逆变输出功率。当控制器经通讯接口读取储能模块中的电池管理系统BMS数据，并判断储能电池的剩余电量SOC等于优化剩余电量SOC_α，即SOC_α＝SOC时，控制器控制储能模块中的电池管理系统BMS停止放电模式工作，停止对电压最低相线路对应的功率模块输出控制。

其中，SOC是描述储能电池的剩余电量；S_ocl为储能电池剩余电量下限值；S_ocu为储能电池剩余电量上限值；SOC_α是储能电池的优化剩余电量；P_batt为储能电池充放电功率；P_{dis_o}为储能模块放电功率值；P_{cha_i}为储能模块充电功率值。

Claims (3)

1.一种三相线路及储能交互功率平衡控制装置的控制方法，其特征在于，所述的控制方法通过安装在电网三相线路相对末端的三相线路及储能交互功率平衡控制装置，读取三相线路的电气参数，控制三相线路的功率交互平衡，在同一时刻实现三相线路功率交互储能双向潮流流动，使电网末端三相平衡；

所述三相线路及储能交互功率平衡控制装置的三个末端单相电源接入端接入电网相对末端，电网相对末端的A、B、C单相对应接入三相线路及储能交互功率平衡控制装置的A相、B相、C相，零线共接在N端；

所述控制方法步骤如下：

步骤1，控制器读取电压传感器U1、U2、U3、U4的电压数据和储能模块的电池管理系统BMS通信接口的数据；控制器依据历史数据、季节、能源属性、负荷特性，通过算法、自学习及技术迭代，分析计算出储能电池的优化剩余电量SOC_α、电池充放电功率P_batt；

步骤2，控制器将三相线路A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc与国标电压下限U_lgb或国标电压上限U_ugb比较，识别出三相线路中的最高电压值、次高电压值、最低电压值及对应相线路；并依据电压最高相、电压次高相、电压最低相的线路阻抗和储能电池的剩余电量SOC、储能电池的优化剩余电量SOC_α，计算出交互功率值P_diff、充电功率值P_cha和放电功率值P_dis，约束条件为：

U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb和U_diff≥U_λ

Uac_1fs>U_ugb和Uac_3rd≤δ_uU_ugb

Uac_3rd<U_lgb和Uac_1fs≥δ_lU_lgb

U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb和S_ocu≤SOC≤S_ocl；

步骤3，当A相电压值Ua、B相电压值Ub和C相电压值Uc大于等于国标电压的下限值U_lgb且小于等于电压的上限值U_ugb，即U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb或电压最高相线路的电压值Uac_1fs大于等于国标电压的上限值，即Uac_1fs≥U_ugb，或电压最低相线路的电压值Uac_3rd小于等于国标电压的下限值U_lgb，即Uac_3rd≤U_lgb时，控制器依据交互功率值和储能电池充放电功率，通过输出接口控制三相对应的功率模块输出PWM脉冲，实现电压最高相线路与电压最低相线路交互功率或储能模块中的电池管理系统BMS与三相线路交互功率；

其中，Ua、Ub、Uc分别为A相、B相和C相电压值；Uac_1fs为三相中电压最高相线路的电压值；Uac_3rd为三相中电压最低相线路的电压值；U_lgb为国标电压的下限值；U_ugb为国标电压的上限值；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值；U_λ为电压最大偏差阈值；δ_l为下限电压倍率系数；δ_u为上限电压倍率系数；SOC是描述储能电池的剩余电量；S_ocl为储能电池剩余电量下限值；S_ocu为储能电池剩余电量上限值。

2.按照权利要求1所述的一种三相线路及储能交互功率平衡控制装置的控制方法，其特征在于，所述的步骤2中，控制器读取储能模块中电池管理系统BMS的储能电池剩余电量SOC，以及A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压电压Uc，并将A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc和储能电池的剩余电量SOC分别与储能电池剩余电量的上限值S_ocu、储能电池剩余电量的下限值S_ocl、国标电压的下限值U_lgb和国标电压的上限值U_ugb比较，计算不同约束条件下的交互功率值；

1)当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc的电压值均大于等于国标电压的下限值U_lgb且小于等于电压的上限值U_ugb，即U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb时：

①通过电压最高相线路电压值Uac_1fs与电压最低相线路电压值Uac_3rd的差值计算，得到电压差值U_diff：

Uac_1fs-Uac_3rd＝U_diff

判断电压差值U_diff是否大于电压最大偏差阈值U_λ，当U_diff≥U_λ和储能电池的剩余电量SOC大于等于储能电池剩余电量的下限值S_ocl，且小于等于储能电池剩余电量的上限值S_ocu，即S_OCL≤SOC≤S_OCU时，依据电压最高相线路电压值Uac_1fs与电压最低相线路电压值Uac_3rd的差值U_diff、电压最低相的线路阻抗r_3rd和自学习优化功率系数ε，并依据电功原理得到电压最高相线路向电压最低相线路的交互功率值为：

②当判断电压差值U_diff小于电压最大偏差阈值U_λ，即U_diff<U_λ，且储能电池剩的余电量SOC小于储能电池的优化剩余电量SOC_α，即SOC<SOC_α时，为实现储能电池的优化剩余电量SOC_α，须及时为储能电池补充电量；依据电压最高相线路电压值Uac_1fs与电压最低相线路电压值Uac_3rd的差值U_diff、电压最高相的线路阻抗r_1fs和自学习优化功率系数ε，并依据电功原理通过电压最高相线路为储能模块提供充电功率值为：

③当判断电压差值U_diff小于电压最大偏差阈值U_λ，即U_diff<U_λ，而储能电池的剩余电量SOC大于储能电池优化剩余电量SOC_α，即SOC>SOC_α时，为保证储能电池的优化剩余电量SOC_α，应及时对储能电池放电，放电功率值为：

其中，U_λ为电压最大偏差阈值；SOC是描述储能电池的剩余电量；SOC_α为储能电池的优化剩余电量；U_diff为电压最高相线路的电压值Uac_1fs与电压最低相线路电压值Uac_3rd的差值；r_3rd为电压最低相的线路阻抗；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值；U_λ为电压最大偏差阈值；P_{dis_o}为储能模块放电功率值；ε为自学习优化功率系数，是指经数据迭代模型计算分析，在最高电压与最低电压差值或每相电压与国标电压差值时的最佳输出功率系数，随着数据量的增加该系数越精确；

2)将A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc与国标电压的上限值U_ugb比较，判断A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc中是否有小于等于国标电压的上限值U_ugb，即(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb的；

①当判断A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc中有电压最高值Uac_1fs大于国标电压上限值U_ugb，即Uac_1fs>U_ugb，或电压最高值Uac_1fs和电压次高值Uac_2nd均大于国标电压上限值U_ugb，即：

(Uac_1fs,Uac_2nd)>U_ugb

且电压最低相线路的电压值Uac_3rd小于等于国标电压上限值U_ugb与上限电压倍率系数δ_u的乘积，即：

Uac_3rd≤δ_uU_ugb

依据电压最高相线路的电压值Uac_1fs、国标电压上限值U_ugb、上限电压倍率系数δ_u、电压最低相的线路阻抗r_3rd和自学习优化功率系数ε，并依据电功原理得到低压相线路吸收高压相线路的交互功率值为：

②当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc三相电压均大于等于国标电压上限值U_ugb时，即(Ua,Ub,Uc)≥U_ugb，且储能电池的剩余电量SOC小于等于储能电池剩余电量的上限值S_ocu，即SOC≤S_OCU，控制器识别出最高电压值Uac_1fs及所对应的电压最高相线路，电压最低值Uac_3rd及所对应的电压最低相线路，以及电压次高值Uac_2nd及所对应的电压次高相线路，

最高电压值Uac_1fs＝max(Ua,Ub,Uc)

最低电压值Uac_3rd＝min(Ua,Ub,Uc)

次高电压值Uac_2nd＝{U_a,U_b,U_c}-{max(U_a,U_b,U_c),min(U_a,U_b,U_c)}

储能模块吸收三相线路的吸收功率值分别为：

其中，SOC为储能电池的剩余电量；S_OCU为储能电池剩余电量的上限值；U_ugb为国标电压上限值；δ_u为上限电压倍率系数；r_1fs为电压最高相线路阻抗；r_2nd为电压次高相线路阻抗；r_3rd为电压最低相线路阻抗；P_{cha_1fs}为对电压最高相线路的吸收功率值；P_{cha_2nd}为对电压次高相线路的吸收功率值；P_{cha_3rd}为对电压低相线路的吸收功率值；ε为自学习优化功率系数；

3)将A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc与国标电压下限值U_lgb比较，判断A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc中是否有大于国标电压下限值U_lgb，即U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)的：

①如判断A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc中有电压最低值Uac_3rd小于国标电压下限值U_lgb，即Uac_3rd<U_lgb，或电压最低值Uac_3rd和电压次高值Uac_2nd均小于国标电压下限值U_lgb，即(Uac_3rd,Uac_2nd)<U_lgb，且电压最高相的电压值Uac_1fs大于等于国标电压下限值U_lgb与下限电压倍率系数δ_l的乘积，即Uac_1fs≥δ_lU_lgb时，依据电压最低相线路的电压值Uac_3rd、国标电压下限值U_lgb、下限电压倍率系数δ_l、电压最低相的线路阻抗r_3rd和自学习优化功率系数ε，并依据电功原理得到电压最高相线路向最低相电压线路交互功率值为：

②当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc均小于等于国标电压下限值U_lgb，即(Ua,Ub,Uc)≤U_lgb，且储能电池的剩余电量SOC大于等于储能电池剩余电量的下限值S_ocl，即SOC≥S_OCl时，控制器识别出最高电压值Uac_1fs及所对应的电压最高相线路、电压最低值Uac_3rd及所对应的电压最低相线路和次高电压值Uac_2nd及所对应的电压次高相线路；

最高电压值Uac_1fs＝max(Ua,Ub,Uc)

最低电压值Uac_3rd＝min(Ua,Ub,Uc)

次高电压值Uac_2nd＝{U_a,U_b,U_c}-{max(U_a,U_b,U_c),min(U_a,U_b,U_c)}

计算得到的储能模块为三相线路释放功率值分别为：

其中，SOC为储能电池的剩余电量；S_OCl为储能电池剩余电量的下限值；U_lgb为国标电压下限值；δ_l为下限电压倍率系数；P_diff为向电压最低相线路的功率值；P_{dis_1fs}为电压最高相线路的释放功率值；P_{dis_2nd}为电压次高相线路的释放功率值；P_{dis_3rd}为电压最低相线路的释放功率值。

3.按照权利要求1所述的一种三相线路及储能交互功率平衡控制装置的控制方法，其特征在于，所述的步骤3中，当U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb或Uac_1fs≥U_ugb或Uac_3rd≤U_lgb时，控制器对电压最高相线路对应功率模块和电压最低相线路对应功率模块进行控制，具体方法如下：

①当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc均大于等于国标电压下限值U_lgb，且均小于等于国标电压上限值U_ugb时，即U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb，且U_diff≥U_λ，控制器通过输出接口控制电压最高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正；与此同时，控制器依据计算出的电压最低相线路交互功率值P_diff，向控制电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，实现逆变输出，完成由电压最高相线路向电压最低相线路交互功率，降低电压最高相线路与电压最低相线路之间的电压差，使三相平衡；

当电压最低相线路的负荷功率需求较大时，电压最高相线路所交互的功率同步增加，由于线损原因造成电压最高相线路末端电压下降，三相电压中的电压最高相线路的电压值Uac_1fs等于电压次高相线路的电压值Uac_2nd时，即Uac_1fs＝Uac_2nd，同时满足U_diff≥U_λ时，控制器输出PWM脉冲，分别控制原电压最高相线路和原电压次高相线路对应的功率模块可控整流，并与功率模块N实现全波整流，为电压最低相线路提供功率；与此同时，控制器依据当前电压最低相线路交互功率值P_diff，向电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，实现逆变输出，为电压最低相线路交互功率，即将电压最高相线路的功率向电压最低相线路的交互功率，降低最高电压对应相线路与最低电压对应相线路之间的电压差，使三相平衡；

随着电压最高相线路向电压最低相线路的交互功率增加，电压最高相线路与电压最低相线路之间的电压差值U_diff减小，向电压最低相线路交互功率值P_diff同步减小，当电压差值小于电压最大偏差阈值时即U_diff<U_λ，控制器维持当前功率为电压最低相线路交互功率；

其中，Uac_2nd为电压次高相线路电压值；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值；U_λ为电压最大偏差阈值；

②电压最高相线路电压值大于等于国标电压上限值，即Uac_1fs≥U_ugb，且电压最低相线路电压值小于国标电压上限值与上限电压倍率系数的乘积，即Uac_3rd<δ_uU_ugb时，控制器控制电压最高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正；与此同时，控制器依据计算出的电压最低相线路交互功率值P_diff，向电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，实现逆变输出；

随着电压最高相线路向电压最低相线路交互功率的增加，上限电压倍率系数δ_u与国标上限电压值U_ugb的乘积与电压最高相线路电压值之间的电压差值减小，输出交互功率值P_diff同步减小，当电压最高相线路电压值小于国标电压上限值，即Uac_1fs<U_ugb，且电压最低相线路电压值小于国标电压上限值与上限电压倍率系数的乘积，即满足Uac_3rd<δ_uU_ugb时电压最高相线路电压达标，控制器维持当前功率为电压最低相线路的交互功率；

其中，U_ugb为国标电压上限值；δ_u为上限电压倍率系数；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值；

③在电压最低相线路电压值小于等于国标电压下限值，即Uac_3rd≤U_lgb，且电压最高相线路电压值大于等于国标电压下限值与下限电压倍率系数的乘积，即Uac_1fs≥δ_lU_lgb时，控制器控制电压最高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正；与此同时，控制器依据计算出的电压最低相线路交互功率值P_diff，向电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，实现逆变输出；

随着电压最高相线路向电压最低相线路交互功率的增加，下限电压倍率系数δ_l国标下限电压值U_lgb的乘积与电压最低相线路电压值之间的电压差值减小，输出交互功率值P_diff同步减小，当满足电压最低相线路电压值大于等于国标电压下限值，即Uac_3rd≥U_lgb，且电压最高相线路电压值大于等于国标电压下限值与下限电压倍率系数的乘积，Uac_1fs≥δ_lU_lgb时电压最低相线路电压达标，控制器维持当前功率为电压最低相线路交互功率；

其中，U_lgb为国标电压下限值；δ_l为下限电压倍率系数；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值；

④当A相、B相、C相的电压值均大于国标电压上限值，即U_ugb≤(Ua,Ub,Uc)，且储能电池剩余电量SOC小于等于储能电池剩余电量的上限值S_ocu，即SOC≤S_OCU时，进入功率吸收控制，此时控制器分别将电压最高相线路的吸收功率值P_{cha_1fs}与储能优化充放电功率P_batt比较，如P_{cha_1fs}≤P_batt，控制器将电压最高相线路的吸收功率值P_{cha_1fs}确定为电压最高相线路吸收功率值，并将电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}与电压次高相线路吸收功率值P_{cha_2nd}之和与储能优化充放电功率P_batt比较，如：

(P_{cha_1fs}+P_{cha_2nd})≤P_batt

控制器将电压次高相线路的吸收功率值P_{cha_2nd}确定为电压次高相线路吸收功率值；电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}、电压次高相线路吸收功率值P_{cha_2nd}与电压最低相线路吸收功率值P_{cha_3rd}三者之和与储能优化充放电功率P_batt比较，如：

(P_{cha_1fs}+P_{cha_2nd}+P_{cha_3rd})≤P_batt

控制器将电压最低相线路的吸收功率值P_{cha_3rd}确定为电压最低相线路吸收功率值；控制器通过通讯接口与储能模块中的电池管理系统BMS通讯，依据电压最高相线路的吸收功率值P_{cha_1fs}、电压次高相线路的吸收功率值P_{cha_2nd}和电压最低相线路的吸收功率值P_{cha_3rd}及对应相线路，依次控制储能模块对A、B、C三相线路吸收功率储能；

与此同时，控制器依据电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}，控制电压最高Uac_1fs相对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正；

随着对电压最高相线路功率的吸收，电压最高相线路电压同步下降，当控制器判断电压次高相线路电压值等于电压最高相线路电压值，即：

Uac_2nd＝Uac_1fs时，控制器依据电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}和电压次高相线路吸收功率值P_{cha_2nd}，控制电压最高相线路和电压次高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正；

当控制器判断电压最高相线路电压值Uac_1fs、电压次高相线路电压值Uac_2nd和电压最低相线路电压值Uac_3rd相等，即：

Uac_1fs＝Uac_2nd＝Uac_3rd时，控制器依据电压最高相线路吸收功率值P_{cha_1fs}、电压次高相线路吸收功率值P_{cha_2nd}和电压最低相线路吸收功率值P_{cha_3rd}，控制电压最高相线路、电压次高相线路和电压最低相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正；

当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc均小于国标电压上限值U_ugb，即U_ugb>(Ua,Ub,Uc)，且储能电池剩余电量SOC小于储能电池剩余电量的上限值S_ocu，即SOC<S_OCU时，控制器通过通讯接口控制储能模块中的电池管理系统BMS吸收储能功率维持当前功率水平；

当控制器读到储能模块中电池管理系统BMS的储能电池剩余电量SOC大于等于储能电池剩余电量的上限值S_ocu，即SOC≥S_OCU或计算比较得到：

{P_{cha_1fs},(P_{cha_1fs}+P_{cha_2nd}),(P_{cha_1fs}+P_{cha_2nd}+P_{cha_3rd})}>P_batt

时，控制器发出对储能模块中的电池管理系统BMS进行涓流充电命令；

其中，U_ugb为国标电压上限值；P_diff为向电压最低相线路的交互功率值；P_{cha_1fs}为向电压最高相线路吸收功率值；P_{cha_2nd}为向电压次高相线路吸收功率值；P_{cha_3rd}为向电压最低相线路吸收功率值；SOC为储能电池的剩余电量；S_OCU为储能电池剩余电量的上限值；P_batt为储能优化充放电功率值；

⑤当A相电压Ua、B相电压Ub和C相电压Uc均小于等于国标电压下限值U_lgb，即U_lgb≥(Ua,Ub,Uc)，且储能电池的剩余电量SOC大于储能电池剩余电量的下限值S_ocl，即SOC>S_OCl时，进入功率放电控制，此时控制器将电压最高相线路的释放功率值P_{dis_1fs}与储能优化充放电功率P_batt比较，如P_{dis_1fs}≤P_batt，控制器将电压最高相线路的释放功率值P_{dis_1fs}确定为电压最高相线路释放功率；将电压最高相线路的释放功率值P_{dis_1fs}与电压次高相线路的释放功率值P_{dis_2nd}之和再与储能优化充放电功率P_batt比较，如：

(P_{dis_1fs}+P_{dis_2nd})≤P_batt

控制器将电压次高相线路的释放功率值P_{dis_2nd}确定为电压次高相线路的释放功率；然后再将电压最高相线路的释放功率值P_{dis_1fs}、电压次高相线路的释放功率值P_{dis_2nd}与电压最低相线路的释放功率值P_{dis_3rd}三者之和与储能优化充放电功率P_batt比较，如：

(P_{dis_1fs}+P_{dis_2nd}+P_{dis_3rd})≤P_batt

控制器将电压最低相线路的释放功率值P_{dis_3rd}确定为电压最低相线路的释放功率；控制器通过通讯接口与储能模块中的电池管理系统BMS通讯，依据P_{dis_1fs}、P_{dis_2nd}和P_{dis_3rd}及对应相线路，依次控制储能模块对A、B、C三相线路输出功率；

与此同时控制器依据电压最低相线路的释放功率值P_{dis_3rd}，控制最低电压Uac_3rd相对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，逆变输出向电压最低相线路交互功率；

随着对电压最低相线路的功率释放，电压最低相线路电压同步上升，当控制器判断电压次高相线路电压和电压最低相线路电压相等，即Uac_2nd＝Uac_3rd时，控制器通过输出接口依据电压最低相线路的释放功率P_{dis_3rd}和电压次高相线路的释放功率P_{dis_2nd}，控制电压最低相线路和电压次高相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，逆变输出向电压最低相线路和电压次高相线路释放功率；

当控制器判断电压最高相线路的电压、电压次高相线路的电压和电压最低相线路的电压相等时，即Uac_1fs＝Uac_2nd＝Uac_3rd时，控制器依据电压最高相线路的释放功率P_{dis_1fs}、电压次高相线路的释放功率P_{dis_2nd}和电压最低相线路的释放功率P_{dis_3rd}，控制电压最高相线路、电压次高相线路和电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，逆变输出向A、B、C三相线路释放功率；

当A、B、C三相电压均大于国标电压下限值，即U_lgb<(Ua,Ub,Uc)，且储能电池的剩余电量SOC>S_OCl时，控制器通过通信接口和储能模块中的电池管理系统BMS通信接口，控制储能模块中的电池管理系统BMS释放储能功率维持当前功率；

当控制器读到电池管理系统BMS剩余电量的储能电池SOC≤S_OCl或计算分析得到：

{P_{dis_1fs},(P_{dis_1fs}+P_{dis_2nd}),(P_{dis_1fs}+P_{dis_2nd}+P_{dis_3rd})}>P_batt

时，控制器发出对储能模块中的电池管理系统BMS停止功率吸收的命令；

其中，U_lgb为国标电压下限值；P_{dis_1fs}为电压最高相线路的释放功率值；P_{dis_2nd}为电压次高相线路的释放功率值；P_{dis_3rd}为电压最低相线路的释放功率值；SOC为储能电池的剩余电量；S_OCl为储能电池剩余电量的下限值；P_batt为储能优化充放电功率；

⑥为保证储能电池处于优化剩余电量SOC_α状态，使其充放电可靠工作，当储能电池剩余电量SOC小于优化剩余电量SOC_α，储能电池充放电功率P_batt大于储能模块充电功率P_{cha_i}，且A、B、C三相电压均大于等于国标电压下限值，小于等于国标电压上限值，即：

SOC<SOC_α

P_batt>P_{cha_i}

U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb

在上述条件下，进入为储能模块中的电池管理系统BMS充电控制模式时，控制器依据历史数据分析确定最佳充电时刻和储能模块充电功率值P_{cha_i}，经通信接口控制储能模块中的电池管理系统BMS进入充电模式工作，通过输出接口控制电压最高相线路对应的功率模块输出PWM脉冲，并与功率模块N中的续流二极管实现可控整流，同步进行功率因数校正；当控制器经通讯接口读取储能模块中的电池管理系统BMS数据，并判断储能电池的剩余电量SOC等于优化剩余电量SOC_α，即SOC_α＝SOC时，控制器经通讯接口控制储能模块中的电池管理系统BMS停止充电模式工作，停止对电压最高相线路对应的功率模块输出控制；

⑦为保证储能电池处于优化剩余电量SOC_α状态，充放电可靠工作，当储能电池的剩余电量SOC大于优化剩余电量SOC_α，且三相电压值大于等于国标电压下限值，小于等于国标电压上限值，进入为储能模块中的电池管理系统BMS放电控制时，即：

SOC>SOC_α

P_batt>P_{dis_o}

U_lgb≤(Ua,Ub,Uc)≤U_ugb

控制器依据历史数据分析确定最佳放电时刻和储能模块放电功率值P_{dis_o}，控制器分别经通讯接口控制储能模块中的电池管理系统BMS进入放电工作模式，通过输出接口控制电压最低相线路对应的功率模块和功率模块N输出PWM脉冲，向电压最低相线路逆变输出功率；当控制器经通讯接口读取储能模块中的电池管理系统BMS数据，并判断储能电池的剩余电量SOC等于优化剩余电量SOC_α，即SOC_α＝SOC时，控制器控制储能模块中的电池管理系统BMS停止放电模式工作，停止对电压最低相线路对应的功率模块输出控制；

其中，SOC是描述储能电池的剩余电量；S_ocl为储能电池剩余电量下限值；S_ocu为储能电池剩余电量上限值；SOC_α是储能电池的优化剩余电量；P_batt为储能电池充放电功率；P_{dis_o}为储能模块放电功率值；P_{cha_i}为储能模块充电功率值。

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