CN114389330A - 一种级联式储能系统的soc均衡控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种级联式储能系统的SOC均衡控制方法及装置，涉及电力电池领域，主要目的在于改善现有的均衡控制策略在进行SOC均衡控制时对SOC的分散性有一定限制的技术问题。包括：接收电池管理系统发送的SOC数值；根据所述SOC数值计算第一电压调制量和第二电压调制量；根据所述第一电压调制量和所述第二电压调制量，执行纵向SOC均衡操作；在预置时间间隔后触发根据所述第一电压调制量执行横向SOC均衡。主要用于储能系统的SOC均衡控制。

Description

一种级联式储能系统的SOC均衡控制方法
技术领域
本申请涉及电力电池技术领域，特别是涉及一种级联式储能系统的SOC均衡控制方法。
背景技术
目前我国风能、太阳能等能源已得到了大力推广和发展，但由于这类能源的间歇性、波动性等特点，容易出现弃风和弃光现象，而大容量电池储能系统能够很好的解决这个问题。储能系统能够实现能量的存储和释放，并且随着储能电站电压和容量的提升，级联式储能系统得到了广泛的应用。
储能系统的一个重要组成部分就是能量变换系统(powerconversionsystem，PCS)，级联式多电平PCS采用分布式功率模块，其能量存储单元独立成堆，但由于电池的不一致性使得其存在SOC(StateofCharge，荷电状态)差异，尤其当其空间分布不同引起的环境温度不一致，以及三相负载不均衡时，其相间的SOC差异明显，很大程度上限制了储能系统的有效输入/输出容量，严重制约了级联式PCS的应用。
在H桥级联式储能系统中，SOC均衡控制分为相内均衡控制和相间均衡控制，相内均衡控制是旨在建立每一相内各个H桥级联模块输出功率与其电池SOC之间的比例输入/输出，相间均衡控制则是控制各相间全部串联H桥级联模块输出功率总和与全部电池SOC之间的比例输入/输出。然而现有的均衡控制策略在进行SOC均衡时对SOC的分散性有一定的限制，当SOC差异较大时可能引起相电压或者模块电压过调制，影响储能系统的使用和性能。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种级联式储能系统的SOC均衡控制方法及装置，主要目的在于改善现有SOC均衡策略导致的SOC均衡分散性较差的技术问题。
依据本申请一个方面，提供了一种级联式储能系统的SOC均衡控制方法，包括：
接收电池管理系统发送的SOC数值，所述SOC数值至少包括级联式储能系统的三相分别对应的SOC数值以及各相内每个级联模块的SOC数值；
根据所述SOC数值计算第一电压调制量和第二电压调制量，所述第一电压调制量用于调整所述级联式储能系统的三相电压，所述第二电压调制量用于调整所述级联模块的电压；
根据所述第一电压调制量和所述第二电压调制量，执行纵向SOC均衡操作，所述纵向SOC均衡为各相内的SOC均衡；
在预置时间间隔后触发根据所述第一电压调制量执行横向SOC均衡操作，所述横向SOC均衡为所述级联式储能系统的三相间SOC均衡。
优选的，所述接收电池管理系统发送的SOC数值之后，所述方法还包括：
计算第一SOC均值和第二SOC均值，所述第一SOC均值为所述级联式储能系统三相间的SOC平均值，所述第二SOC均值为各相内多个所述级联模块间的SOC平均值；
计算第一SOC差值和第二SOC差值，所述第一SOC差值为所述三相分别对应的SOC数值与所述第一SOC均值之间的差值，所述第二SOC差值为所述各相内每个级联模块的SOC数值与该相的第二SOC均值之间的差值；
计算初级电压调制量，所述初级电压调制量为根据所述级联式储能系统的功率和并网电流确定的。
优选的，所述根据所述SOC数值计算第一电压调制量包括：
根据所述第一SOC差值计算SOC横向不均衡度和计算电流相角度；
配置与所述横向SOC均衡对应的第一控制因子，所述第一控制因子用于调整所述横向SOC均衡的速度；
根据所述SOC横向不均衡度、所述电流相角度和所述第一控制因子，计算与所述横向SOC均衡对应的调制电压矢量；
根据所述调制电压矢量、所述初级电压调制量和所述第一SOC差值，确定所述第一电压调制量。
优选的，所述方法还包括：
获取与所述横向SOC均衡对应的限幅系数；
所述根据所述调制电压矢量、所述初级电压调制量和所述第一SOC差值，确定所述第一电压调制量包括：
根据所述调制电压矢量和所述第一SOC差值计算调制波幅值，并利用所述限幅系数进行修正，得到用于所述横向SOC均衡的调制波幅值；
根据所述用于所述横向SOC均衡的调制波幅值和所述初级电压调制量，确定所述第一电压调制量。
优选的，所述方法还包括：
配置与所述纵向SOC均衡对应的第二控制因子，所述第二控制因子用于调整所述纵向SOC均衡的速度；
所述根据所述第一电压调制量和所述第二电压调制量，执行纵向SOC均衡操作包括：
根据所述第二差值、所述第二控制因子和所述初级电压调制量确定所述第二电压调制量；
根据所述第二电压调制量和所述第一电压调制量，执行所述纵向SOC均衡操作。
优选的，所述在预置时间间隔后触发根据所述第一电压调制量执行横向SOC均衡之后，所述方法还包括：
检测所述SOC数值是否在预设阈值范围内；
若是，则停止所述横向SOC均衡操作和所述纵向SOC均衡操作。
依据本申请另一个方面，提供了一种级联式储能系统的SOC均衡控制装置，包括：
接收模块，用于接收电池管理系统发送的SOC数值，所述SOC数值至少包括级联式储能系统的三相分别对应的SOC数值以及各相内每个级联模块的SOC数值；
计算模块，用于根据所述SOC数值计算第一电压调制量和第二电压调制量，所述第一电压调制量用于调整所述级联式储能系统的三相电压，所述第二电压调制量用于调整所述级联模块的电压；
纵向均衡模块，用于根据所述第一电压调制量和所述第二电压调制量，执行纵向SOC均衡操作，所述纵向SOC均衡为各相内的SOC均衡；
横向均衡模块，用于在预置时间间隔后触发根据所述第一电压调制量执行横向SOC均衡操作，所述横向SOC均衡为所述级联式储能系统的三相间SOC均衡。
优选的，
所述计算模块，还用于计算第一SOC均值和第二SOC均值，所述第一SOC均值为所述级联式储能系统三相间的SOC平均值，所述第二SOC均值为各相内多个所述级联模块间的SOC平均值；
所述计算模块，还用于计算第一SOC差值和第二SOC差值，所述第一SOC差值为所述三相分别对应的SOC数值与所述第一SOC均值之间的差值，所述第二SOC差值为所述各相内每个级联模块的SOC数值与该相的第二SOC均值之间的差值；
所述计算模块，还用于计算初级电压调制量，所述初级电压调制量为根据所述级联式储能系统的功率和并网电流确定的。
优选的，所述计算模块包括：
计算单元，用于根据所述第一SOC差值计算SOC横向不均衡度和计算电流相角度；
配置单元，用于配置与所述横向SOC均衡对应的第一控制因子，所述第一控制因子用于调整所述横向SOC均衡的速度；
所述计算单元，还用于根据所述SOC横向不均衡度、所述电流相角度和所述第一控制因子，计算与所述横向SOC均衡对应的调制电压矢量；
第一确定单元，用于根据所述调制电压矢量、所述初级电压调制量和所述第一SOC差值，确定所述第一电压调制量。
优选的，所述装置还包括：获取模块，
所述获取模块，用于获取与所述横向SOC均衡对应的限幅系数。
所述确定模块包括：
计算单元，用于根据所述调制电压矢量和所述第一SOC差值计算调制波幅值；
修正单元，用于利用所述获取模块获得的所述限幅系数对所述调制波幅值进行修正，得到用于所述横向SOC均衡的调制波幅值；
第二确定单元，用于根据所述用于所述横向SOC均衡的调制波幅值和所述初级电压调制量，确定所述第一电压调制量。
优选的，所述装置还包括：配置模块，
所述配置模块，用于配置与所述纵向SOC均衡对应的第二控制因子，所述第二控制因子用于调整所述纵向SOC均衡的速度；
所述纵向均衡模块包括：
第三确定单元，用于根据所述第二差值、所述第二控制因子和所述初级电压调制量确定所述第二电压调制量；
纵向均衡单元，用于根据所述第二电压调制量和所述第一电压调制量，执行所述纵向SOC均衡操作。
优选的，所述装置还包括：
检测模块，用于检测所述SOC数值是否在预设阈值范围内；
停止模块，用于若所述检测模块检测到所述SOC数值在预设阈值范围内，则停止所述横向SOC均衡操作和所述纵向SOC均衡操作。
根据本申请的又一方面，提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如上述级联式储能系统的SOC均衡控制方法对应的操作。
根据本申请的再一方面，提供了一种计算机设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述级联式储能系统的SOC均衡控制方法对应的操作。
借由上述技术方案，本申请实施例提供的技术方案至少具有下列优点：
本申请提供了一种级联式储能系统的SOC均衡控制方法及装置。与现有技术相比，本申请实施例通过接收电池管理系统发送的SOC数值；根据所述SOC数值计算第一电压调制量和第二电压调制量；根据所述第一电压调制量和所述第二电压调制量，执行纵向SOC均衡操作；在预置时间间隔后触发根据所述第一电压调制量执行横向SOC均衡操作，其中，通过根据储能系统三相SOC数值和各相内级联模块的SOC数值，首先执行各相内级联模块之间的纵向SOC均衡，并在一定时间间隔后开启执行相间的横向SOC均衡，实现了从两个维度同时对储能系统进行SOC均衡，使得避免某一相过度充电/放电造成短板效应的问题，同时确保了各相内级联模块间的SOC一致性。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本申请实施例提供的一种级联式储能系统的SOC均衡控制方法流程图；
图2示出了本申请实施例提供的横向SOC均衡控制示意图；
图3示出了本申请实施例提供的纵向SOC均衡控制示意图；
图4示出了本申请实施例提供的SOC均衡控制校验示意图；
图5示出了本申请实施例提供的一种级联式储能系统的SOC均衡控制装置组成框图；
图6示出了本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本申请实施例可以基于人工智能技术对相关的数据进行获取和处理。其中，人工智能(Artificial Intelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
人工智能基础技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互系统、机电一体化等技术。人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、机器人技术、生物识别技术、语音处理技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习等几大方向。
基于此，在一个实施例中，如图1所示，提供了一种级联式储能系统的SOC均衡控制方法，以该方法应用于服务器等计算机设备为例进行说明，其中，服务器可以是独立的服务器，也可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(Content Delivery Network,CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器，如智能PCS系统、数字PCS控制平台等。上述方法包括以下步骤：
101、接收电池管理系统发送的SOC数值。
本申请实施例中，SOC数值至少包含级联式储能系统的A相、B相和C相每一个相分别对应的荷电状态SOC值，以及各个相中包含的各个级联模块分别对应的SOC值。具体地，SOC数值可以为PCS(Power Conversion System，储能变流器)控制系统实时采集BMS(BatteryManagementSystem，电池管理系统)系统传输的数据。在具体实施过程中，可以为BMS系统按照一定的时间间隔或者预设的采集准则对SOC数值进行采集、上传，以使得PCS控制系统根据不同时间节点的SOC分布情况执行相对应均衡操作，但本申请实施例不做具体限定。
需要说明的是，本发明实施例所提供的储能系统SOC均衡控制方法，在具体实现过程中，可以为基于现有的级联式变流器的通用控制构架，且该级联式储能系统的拓扑相间级联模块三相之间采用星型连接，如以A相组成为例，该相电压由n级H桥逆变器单元串联组成，其n级H桥模块形成电压阶梯波Ua，通过滤波电感和软启动电阻直接接入电网实现变流目的，但不限于此。
102、根据所述SOC数值计算第一电压调制量和第二电压调制量。
其中，第一电压调制量用于调整级联式储能系统的A、B和C相的三相电压，而第二电压调制量用于调整每一相包含的级联模块的电压。
具体地，本步骤可以为根据SOC数据分别计算相间SOC均值和各相内SOC均值，以及相间SOC和相内级联模块SOC的差异值，因此第一电压调制量据此通过调整相间电压来实现控制三相输出总能量不变的同时实现能量回补，第二电压调制量则是据此通过调整相内各个级联模块的电压来控制相内链节模块SOC均衡，但具体实现方法本申请实施例不做具体限定。
103、根据所述第一电压调制量和所述第二电压调制量，执行纵向SOC均衡操作。
其中，纵向SOC均衡为对三个相的相内级联模块的SOC均衡。具体地可以为将计算所得的两个电压调制量进行叠加后施加在各个级联模块上以实现纵向SOC均衡控制。
需要说明的是，单体电池由于个体差异，使得每个单体电池内的SOC并不相同，所以为了避免由于某一个单体电池SOC差异过大引起的某一相短板效应问题，首先对相内各个级联模块进行SOC均衡。本申请实施例中，纵向SOC均衡可以在本地控制器中实现，通过基于第一电压横向SOC均衡控制的基础上，向各级H桥级联模块调制叠加一个额外控制分量，最终形成各相内各个级联模块的调制波。
104、在预置时间间隔后触发根据所述第一电压调制量执行横向SOC均衡。
其中，横向SOC均衡为级联式储能系统的三相间SOC均衡，而预置时间间隔可以根据不同应用场景进行设定，具体可以为在上述步骤103所执行的纵向SOC均衡未达到完全平衡时，即可开始执行横向SOC均衡操作。当然，在具体实施过程中还可以首先执行横向SOC均衡操作，并在一定时间间隔后或者在各相SOC达到预设SOC阈值范围内时，再触发执行纵向SOC均衡操作，但不限于此。
需要说明的是，在横向SOC均衡控制中，将计算所得的第一电压调制量作为补偿电压，用以调整三相电压的幅值大小和相位关系，即等效调节星型连接的电压中性点位置，进而形成相间不平衡循环功率，通过利用横向输出能量的差异来平衡三相SOC数值以达到均衡状态。即在充电过程中使SOC数值较小的电池以较大幅值的调制波快速充电，在放电过程中使SOC较大的电池以较大幅值的调制波快放电，通过该过程逐步缩小电池间SOC的差异，最终达到横向纵向两个维度的多个电池模组的SOC趋同收敛的目的。
进一步地，在本申请实施例中，为了共用控制器内部中间运算量以减少信号冗余计算和传输，其横向能量平衡可以在主控制器的DSP上实现，而为分担主控制器的运算压力，以及便于级联规模扩展，其纵向能量平衡设计为在分布式模块控制板的FPGA中实现，但不限于此。
为了进一步说明及限定，本申请实施例中，接收电池管理系统发送的SOC数值之后，本申请实施例方法还包括：计算第一SOC均值和第二SOC均值；计算第一SOC差值和第二SOC差值；计算初级电压调制量。
具体地，第一SOC均值为A、B、C三相之间的SOC平均值，即第一均值为：
Figure BDA0003388749170000091
其中，SOCa、SOCb和SOCc分别为A、B、C三相分别对应的SOC数值。
第二SOC均值为各个相内多个级联模块之间的SOC平均值，如以A相和n链节系统为例，其第二均值为：
SOCa＝(SOCa.1+SOCa.2+…+SOCa.n)/n
其中，SOCa.1，SOCa.2，……，SOCa.n分别为A相内n个级联模块分别对应的SOC数值。
此外，初级电压调制量为根据级联式储能系统的功率和并网电流确定的。在具体实施过程中，可以为电流调节器接受调度系统或者能量管理系统下发的功率指令，并将其转化成电流参考值后与并网点采样电流反馈值进行PI或PR控制，进而输出该初级调制电压和调制比，但不限于此。
为了进一步说明及限定，本申请实施例中，根据所述SOC数值计算第一电压调制量包括包括：根据各相与三相SOC均值之间的第一SOC差值计算SOC横向不均衡度和电流相角度；配置与横向SOC均衡对应的第一控制因子；再根据SOC横向不均衡度、电流相角度和第一控制因子，计算用于横向SOC均衡的调制电压矢量；最后根据该调制电压矢量、初级电压调制量和第一SOC差值，确定最终用于执行横向SOC均衡操作的第一电压调制量。
具体地，首先根据各相的第一SOC差值进行Clark变换，得到：
Figure BDA0003388749170000101
其中，ΔSOCa、ΔSOCb和ΔSOCc分别为三相对应的第一SOC差值。
再进一步计算SOC横向不均衡度，其计算式为：
Figure BDA0003388749170000102
电流相角度为：
Figure BDA0003388749170000103
其中，Id和Iq分别为三相电流经过Clark变换和park变化后得到的直轴电流有功分量和直轴电流无功分量。
根据计算得到的横向不均衡度、电流相角度、第一控制因子计算得到调制电压矢量为：
V0＝Kc1*K*cos(ωt+δ-γ)
其中，Kc1为第一控制因子，K＝K＝sign(Id)，其取值与功率方向相关，即当电池处于充电状态时，K＝1，而当电池处于放电状态时，K＝-1。
需要说明的是，本发明实施例中提供的第一控制因子，该值的选取受到储能系统电池容量、平衡时间、系统三相负载不平衡程度以及功率指令大小等多重因素影响。如当电池在0.5C工况下运行，平衡时间为2小时时，此时第一控制因子可以取较小值；而如当电池以2C工况进行放电时，该第一控制因子可取较大值。当负载不平衡程度越大时，需要SOC均衡调节程度也越大，对应的第一控制因子取值也较大，通常情况下Kc1可选取在0.01～0.03之间。在具体实施过程中，可以预先建立工况与第一控制因子匹配表，或通过建模和机器学习等生成相应的计算方法并存储在系统中，从而根据不同的应用场景获取相应的预设第一控制因子数值，也可以用户自行设定第一控制因子数值等，本申请实施例对此不做具体限定。
进一步的，为了优化SOC均衡策略，本申请实施例方法还包括：获取与横向SOC均衡对应的限幅系数。
需要说明的是，由于不同工况下对应的第一控制因子不同，所以为了避免其引起的过调制问题，将SOC均衡时间设定在0～5min范围内，同时在横向和/或纵向能量均衡输出的末端，串联限幅器，并结合该限幅器获得的限幅系数对第一电压调制量进行限制修正，避免相间SOC高度不一致时可能引起的过调制问题。
具体地，本申请实施例中的限幅系数能够将储能系统SOC均衡控制中最终的调制比修正在小于等于1范围内，其简化算法为：Value_Limit＝0.98-m，m为上述步骤中所述的电流控制环输出的调制比。如在功率低于额定功率70％时，可选择限幅系数的数值在-0.1～0.1区间内，并在随着功率变化实时计算和更新数值。
为了更加准确的对储能系统SOC进行均衡控制，本申请实施例中，根据所述调制电压矢量、所述初级电压调制量和所述第一SOC差值，确定所述第一电压调制量包括：根据所述调制电压矢量和所述第一SOC差值计算调制波幅值，并利用所述限幅系数进行修正，得到用于所述横向SOC均衡的调制波幅值；根据所述用于所述横向SOC均衡的调制波幅值和所述初级电压调制量，确定所述第一电压调制量。
具体地，本申请实施例中的横向SOC均衡控制操作流程可以如附图2所示，即在PCS系统获取储能系统三相分别对应的SOC数值，并计算相间SOC均值和各相与该SOC均值之间的差值，在Clark变换后计算得到横向不均衡度、电流相角度，结合各相SOC数值与平均SOC之间的差值，进而能够计算合成电压矢量，并利用限幅模块获取到的限幅系数对该控制电压矢量进行修正，得到用于执行横向SOC均衡操作的第一电压调制量，在该基础上叠加基于储能系统工况确定的初级电压调制量，最终确定得到用于执行横向SOC均衡控制的调制波。
进一步的，为了解决上述问题，本申请实施例方法还包括：配置与所述纵向SOC均衡对应的第二控制因子。
其中，第二控制因子用于调整所述纵向SOC均衡的速度。同样的，该控制因子的取值受储能系统的电池容量、平衡时间等多个因素影响。但由于相内的纵向SOC均衡控制不影响相间SOC分布问题，所以纵向SOC均衡控制在相同时间内产生的输出调节量相较于横向SOC均衡控制要小，不会产生过调制问题。为此，该控制因子取值主要取决于平衡时间，如系统平衡时间为5～10min，则第二控制因子的取值可取为0.001～0.02，但不限于此。
进一步的，在本申请实施例中，根据所述第一电压调制量和所述第二电压调制量，执行纵向SOC均衡操作包括：根据所述第二差值、所述第二控制因子和所述初级电压调制量确定所述第二电压调制量；根据所述第二电压调制量和所述第一电压调制量，执行所述纵向SOC均衡操作。
在本申请实施例中，通过配置第一控制因子和第二控制因子，使得能够通过调整Kc1和Kc2来实现横向SOC均衡操作和纵向SOC均衡操作的优先级和均衡比例控制，增加了储能系统SOC均衡控制的适用性，同时提高了对SOC进行分散均衡控制的性能。
具体地，纵向SOC均衡控制操作流程可以如图3所示，对任意一个相内级联模块，根据其SOC数值和该级联模块与所在相的相内SOC均值计算SOC差值，并乘以第二控制因子Kc2形成闭环反馈系统外的额外控制分量，并将该控制分量叠加在横向SOC均衡控制的相电压调制波上，最终形成用于相内各级联模块的模块调制波。
需要说明的是，在本申请实施例中，横向SOC均衡操作是在系统上层的中央控制器中执行的，而纵向SOC均衡操作是位于功率模块级，所以这两个维度的SOC均衡控制操作互不影响，所以在实际应用过程中，可以设置SOC数值阈值或执行顺序，以便触发启动SOC均衡操作。如在系统启动后首先执行纵向SOC均衡操作，防止电池在长期静置或者系统运维停机阶段电池的初始状态差异过大，通过优先启动纵向SOC均衡并持续1～5min后，可以使得系统内各电池SOC初始状态趋向平衡或均处在预设SOC阈值范围内，并在一定时间间隔后输出触发执行横向SOC均衡操作的信号指令，并开启横向SOC均衡，当横向SOC均衡操作执行完毕后便可产生允许系统带载指令，以便后续操作。
为了提升SOC均衡控制的性能，本申请实施例中，优选的，在预置时间间隔后触发根据所述第一电压调制量执行横向SOC均衡之后，本实施例方法还包括：检测所述SOC数值是否在预设阈值范围内；若是，则停止所述横向SOC均衡操作和所述纵向SOC均衡操作。具体地，预设阈值范围可以为三相分别对应的不同预设阈值范围，也可以为三相间对应的相同预设阈值范围，还可以为每个级联模块对应的阈值范围，可以根据不同的应用场景进行设定，本申请实施例对此不做具体限定。
当储能系统在退出热备状态后重新进入热备状态之前，都需要进行系统SOC均衡以便在达到满足使用状态后进入储能模式，而随着SOC均衡操作的执行，系统SOC从最初的不均衡状态逐渐向均衡状态过渡，所以通过实时监测系统内能量分布情况，可以调整相应的电压调制量，以生成SOC均衡过程中不同阶段的SOC均衡策略，确保系统内SOC分散性最佳。
进一步的，本申请实施例还提供了如图4所示的SOC均衡控制校验示意图。在具体实施过程中，设置待充电电池初始SOC为50％，在0.2s时闭合C相负载开关，用以模拟三相负载不平衡工况。从图示波形可以看出，在0.2s后SOC曲线开始分化，其中A簇SOC和B簇SOC靠近，C簇SOC由于需要提供额外负载其充电速率低于A簇和B簇，导致其与A簇和B簇逐渐分离。在2s时开始执行横向SOC均衡操作，此时A簇和B簇曲线上升斜率下降，C簇曲线上升斜率增大，并逐步向中间靠拢，直至3.5s时三簇融合达到阈值区间内，并且在整个SOC均衡控制中均执行纵向SOC均衡操作，使得每一簇内SOC不发散，达到了预期SOC均衡效果。
本申请提供了一种级联式储能系统的SOC均衡控制方法。与现有技术相比，本申请实施例通过接收电池管理系统发送的SOC数值；根据所述SOC数值计算第一电压调制量和第二电压调制量；根据所述第一电压调制量和所述第二电压调制量，执行纵向SOC均衡操作；在预置时间间隔后触发根据所述第一电压调制量执行横向SOC均衡操作，其中，通过根据储能系统三相SOC数值和各相内级联模块的SOC数值，首先执行各相内级联模块之间的纵向SOC均衡，并在一定时间间隔后开启执行相间的横向SOC均衡，实现了从两个维度同时对储能系统进行SOC均衡，使得避免某一相过度充电/放电造成短板效应的问题，同时确保了各相内级联模块间的SOC一致性。
进一步的，作为对上述图1所示方法的实现，本申请实施例提供了一种级联式储能系统的SOC均衡控制装置，如图5所示，该装置包括：接收模块21，计算模块22，纵向均衡模块23，横向均衡模块24。
接收模块21，用于接收电池管理系统发送的SOC数值，所述SOC数值至少包括级联式储能系统的三相分别对应的SOC数值以及各相内每个级联模块的SOC数值；
计算模块22，用于根据所述SOC数值计算第一电压调制量和第二电压调制量，所述第一电压调制量用于调整所述级联式储能系统的三相电压，所述第二电压调制量用于调整所述级联模块的电压；
纵向均衡模块23，用于根据所述第一电压调制量和所述第二电压调制量，执行纵向SOC均衡操作，所述纵向SOC均衡为各相内的SOC均衡；
横向均衡模块24，用于在预置时间间隔后触发根据所述第一电压调制量执行横向SOC均衡操作，所述横向SOC均衡为所述级联式储能系统的三相间SOC均衡。
在具体的应用场景中，
所述计算模块22，还用于计算第一SOC均值和第二SOC均值，所述第一SOC均值为所述级联式储能系统三相间的SOC平均值，所述第二SOC均值为各相内多个所述级联模块间的SOC平均值；
所述计算模块22，还用于计算第一SOC差值和第二SOC差值，所述第一SOC差值为所述三相分别对应的SOC数值与所述第一SOC均值之间的差值，所述第二SOC差值为所述各相内每个级联模块的SOC数值与该相的第二SOC均值之间的差值；
所述计算模块22，还用于计算初级电压调制量，所述初级电压调制量为根据所述级联式储能系统的功率和并网电流确定的。
在具体的应用场景中，所述计算模块22包括：
计算单元，用于根据所述第一SOC差值计算SOC横向不均衡度和计算电流相角度；
配置单元，用于配置与所述横向SOC均衡对应的第一控制因子，所述第一控制因子用于调整所述横向SOC均衡的速度；
所述计算单元，还用于根据所述SOC横向不均衡度、所述电流相角度和所述第一控制因子，计算与所述横向SOC均衡对应的调制电压矢量；
第一确定单元，用于根据所述调制电压矢量、所述初级电压调制量和所述第一SOC差值，确定所述第一电压调制量。
在具体的应用场景中，所述装置还包括：获取模块，
所述获取模块，用于获取与所述横向SOC均衡对应的限幅系数。
所述确定模块包括：
计算单元，用于根据所述调制电压矢量和所述第一SOC差值计算调制波幅值；
修正单元，用于利用所述获取模块获得的所述限幅系数对所述调制波幅值进行修正，得到用于所述横向SOC均衡的调制波幅值；
第二确定单元，用于根据所述用于所述横向SOC均衡的调制波幅值和所述初级电压调制量，确定所述第一电压调制量。
在具体的应用场景中，所述装置还包括：配置模块，
所述装置还包括：配置模块，
所述配置模块，用于配置与所述纵向SOC均衡对应的第二控制因子，所述第二控制因子用于调整所述纵向SOC均衡的速度；
所述纵向均衡模块23包括：
第三确定单元，用于根据所述第二差值、所述第二控制因子和所述初级电压调制量确定所述第二电压调制量；
纵向均衡单元，用于根据所述第二电压调制量和所述第一电压调制量，执行所述纵向SOC均衡操作。
在具体的应用场景中，所述装置还包括：
检测模块，用于检测所述SOC数值是否在预设阈值范围内；
停止模块，用于若所述检测模块检测到所述SOC数值在预设阈值范围内，则停止所述横向SOC均衡操作和所述纵向SOC均衡操作。
本申请提供了一种种级联式储能系统的SOC均衡控制装置。与现有技术相比，本申请实施例通过接收电池管理系统发送的SOC数值；根据所述SOC数值计算第一电压调制量和第二电压调制量；根据所述第一电压调制量和所述第二电压调制量，执行纵向SOC均衡操作；在预置时间间隔后触发根据所述第一电压调制量执行横向SOC均衡操作，其中，通过根据储能系统三相SOC数值和各相内级联模块的SOC数值，首先执行各相内级联模块之间的纵向SOC均衡，并在一定时间间隔后开启执行相间的横向SOC均衡，实现了从两个维度同时对储能系统进行SOC均衡，使得避免某一相过度充电/放电造成短板效应的问题，同时确保了各相内级联模块间的SOC一致性。
根据本申请一个实施例提供了一种存储介质，所述存储介质存储有至少一可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的级联式储能系统的SOC均衡控制方法。
基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。
图6示出了根据本申请一个实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，本申请具体实施例并不对计算机设备的具体实现做限定。
如图6所示，该计算机设备可以包括：处理器(processor)302、通信接口(Communications Interface)304、存储器(memory)306、以及通信总线308。
其中：处理器302、通信接口304、以及存储器306通过通信总线308完成相互间的通信。
通信接口304，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。
处理器302，用于执行程序310，具体可以执行上述基于机器学习的理赔资源数据的生成方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序310可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器302可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。计算机设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器306，用于存放程序310。存储器306可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
程序310具体可以用于使得处理器302执行以下操作：
接收电池管理系统发送的SOC数值，所述SOC数值至少包括级联式储能系统的三相分别对应的SOC数值以及各相内每个级联模块的SOC数值；
根据所述SOC数值计算第一电压调制量和第二电压调制量，所述第一电压调制量用于调整所述级联式储能系统的三相电压，所述第二电压调制量用于调整所述级联模块的电压；
根据所述第一电压调制量和所述第二电压调制量，执行纵向SOC均衡操作，所述纵向SOC均衡为各相内的SOC均衡；
在预置时间间隔后触发根据所述第一电压调制量执行横向SOC均衡操作，所述横向SOC均衡为所述级联式储能系统的三相间SOC均衡。
存储介质中还可以包括操作系统、网络通信模块。操作系统是管理上述基于多模态混合模型的业务数据处理的实体设备硬件和软件资源的程序，支持信息处理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储介质内部各组件之间的通信，以及与信息处理实体设备中其它硬件和软件之间通信。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种级联式储能系统的SOC均衡控制方法，其特征在于，所述方法包括：
接收电池管理系统发送的SOC数值，所述SOC数值至少包括级联式储能系统的三相分别对应的SOC数值以及各相内每个级联模块的SOC数值；
根据所述SOC数值计算第一电压调制量和第二电压调制量，所述第一电压调制量用于调整所述级联式储能系统的三相电压，所述第二电压调制量用于调整所述级联模块的电压；
根据所述第一电压调制量和所述第二电压调制量，执行纵向SOC均衡操作，所述纵向SOC均衡为各相内的SOC均衡；
在预置时间间隔后触发根据所述第一电压调制量执行横向SOC均衡操作，所述横向SOC均衡为所述级联式储能系统的三相间SOC均衡。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收电池管理系统发送的SOC数值之后，所述方法还包括：
计算第一SOC均值和第二SOC均值，所述第一SOC均值为所述级联式储能系统三相间的SOC平均值，所述第二SOC均值为各相内多个所述级联模块间的SOC平均值；
计算第一SOC差值和第二SOC差值，所述第一SOC差值为所述三相分别对应的SOC数值与所述第一SOC均值之间的差值，所述第二SOC差值为所述各相内每个级联模块的SOC数值与该相的第二SOC均值之间的差值；
计算初级电压调制量，所述初级电压调制量为根据所述级联式储能系统的功率和并网电流确定的。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述SOC数值计算第一电压调制量包括：
根据所述第一SOC差值计算SOC横向不均衡度和计算电流相角度；
配置与所述横向SOC均衡对应的第一控制因子，所述第一控制因子用于调整所述横向SOC均衡的速度；
根据所述SOC横向不均衡度、所述电流相角度和所述第一控制因子，计算与所述横向SOC均衡对应的调制电压矢量；
根据所述调制电压矢量、所述初级电压调制量和所述第一SOC差值，确定所述第一电压调制量。
4.根据权利要求3所述得方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取与所述横向SOC均衡对应的限幅系数；
所述根据所述调制电压矢量、所述初级电压调制量和所述第一SOC差值，确定所述第一电压调制量包括：
根据所述调制电压矢量和所述第一SOC差值计算调制波幅值，并利用所述限幅系数进行修正，得到用于所述横向SOC均衡的调制波幅值；
根据所述用于所述横向SOC均衡的调制波幅值和所述初级电压调制量，确定所述第一电压调制量。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
配置与所述纵向SOC均衡对应的第二控制因子，所述第二控制因子用于调整所述纵向SOC均衡的速度；
所述根据所述第一电压调制量和所述第二电压调制量，执行纵向SOC均衡操作包括：
根据所述第二差值、所述第二控制因子和所述初级电压调制量确定所述第二电压调制量；
根据所述第二电压调制量和所述第一电压调制量，执行所述纵向SOC均衡操作。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述在预置时间间隔后触发根据所述第一电压调制量执行横向SOC均衡之后，所述方法还包括：
检测所述SOC数值是否在预设阈值范围内；
若是，则停止所述横向SOC均衡操作和所述纵向SOC均衡操作。
7.一种级联式储能系统的SOC均衡控制装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收电池管理系统发送的SOC数值，所述SOC数值至少包括级联式储能系统的三相分别对应的SOC数值以及各相内每个级联模块的SOC数值；
计算模块，用于根据所述SOC数值计算第一电压调制量和第二电压调制量，所述第一电压调制量用于调整所述级联式储能系统的三相电压，所述第二电压调制量用于调整所述级联模块的电压；
纵向均衡模块，用于根据所述第一电压调制量和所述第二电压调制量，执行纵向SOC均衡操作，所述纵向SOC均衡为各相内的SOC均衡；
横向均衡模块，用于在预置时间间隔后触发根据所述第一电压调制量执行横向SOC均衡操作，所述横向SOC均衡为所述级联式储能系统的三相间SOC均衡。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述计算模块，还用于计算第一SOC均值和第二SOC均值，所述第一SOC均值为所述级联式储能系统三相间的SOC平均值，所述第二SOC均值为各相内多个所述级联模块间的SOC平均值；
所述计算模块，还用于计算第一SOC差值和第二SOC差值，所述第一SOC差值为所述三相分别对应的SOC数值与所述第一SOC均值之间的差值，所述第二SOC差值为所述各相内每个级联模块的SOC数值与该相的第二SOC均值之间的差值；
所述计算模块，还用于计算初级电压调制量，所述初级电压调制量为根据所述级联式储能系统的功率和并网电流确定的。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如权利要求1-6中任一项所述的级联式储能系统的SOC均衡控制方法对应的操作。
10.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1-6中任一项所述的级联式储能系统的SOC均衡控制方法对应的操作。
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