CN114640263A - 基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法和系统 - Google Patents

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CN114640263A CN202210506456.XA CN202210506456A CN114640263A CN 114640263 A CN114640263 A CN 114640263A CN 202210506456 A CN202210506456 A CN 202210506456A CN 114640263 A CN114640263 A CN 114640263A
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Abstract

本发明提供了一种基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法和系统，其中的方法包括获取以矢量形式表示的链式储能系统中各个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量，然后基于相量图的方法确定系统中所有两倍开关频率谐波分量的矢量和最小时各个逆变器单元相对于基准逆变器单元的最优相移角组合，最后利用所述最优相移角组合对所述级联H桥链式储能系统进行载波调制。本发明从图论的角度出发将系统中各个子单元的空间矢量进行一一堆叠和嵌入来实现谐波消除，利用相量图来获得具有任意数量子单元的直流链式储能系统的优化相移角，方法简单；同时，可以有效地消除链式系统的高频谐波，从而实现较高的电能质量。

Description

基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法和系统
技术领域
本发明属于智能电网储能系统技术领域，具体涉及一种基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法和系统。
背景技术
链式结构的电池储能系统(BESS)每一相均由多个H桥(H-bridge， HB)储能单元级联而成。该电路拓扑可以采用耐压较低的功率开关器件来实现较高电压等级的能量转换，无需升压变压器，在体积、重量、占地及成本上优势明显，且控制简单、易于实现模块化、扩展性好。因此该拓扑结构在各种中高压大容量场合应用较为广泛。
目前级联H桥链式储能系统常用的调制策略是载波移相调制策略，该调制策略具有输出电能质量高、可以较低的载波频率输出较高的等效开关频率、易于控制各单元输出功率以及易于实现模块化分布式控制等优点。但由于各个储能电池模块的电荷状态难以保证完全一致从而导致模块间功率不平衡时，传统载波移相调制的倍频效应就会失效，输出电压的高频谐波分量无法消除。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在解决各个储能电池模块的电荷状态难以保证完全一致从而导致模块间功率不平衡时，传统载波移相调制的倍频效应就会失效，输出电压的高频谐波分量无法消除的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法，包括如下步骤：
获取链式储能系统中各个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量，两倍开关频率谐波分量以矢量的形式进行表示；
基于相量图的方法确定系统中所有两倍开关频率谐波分量的矢量和最小时各个逆变器单元相对于基准逆变器单元的最优相移角组合，基准逆变器单元为系统中预先设定相移角的逆变器单元；
利用最优相移角组合对链式储能系统进行载波调制。
进一步地，当系统中有不少于三个逆变器单元时，基于相量图的方法确定系统中所有两倍开关频率谐波分量的矢量和最小时各个逆变器单元相对于基准逆变器单元的最优相移角组合，具体包括：
从系统中选取三个逆变器单元并将其中一个逆变器单元设为基准逆变器单元，设置基准逆变器单元的相移角为0；
利用第二和第三逆变器相移角计算式计算另外两个逆变器单元的相移角，第二和第三逆变器相移角计算式是基于三个逆变器单元的谐波分量在矢量和最小原则下构成的相量图所确定的；
利用通用逆变器相移角计算式依次计算系统中余下的逆变器单元的相移角并在每次计算后同时根据旋转角度公式更新已经计算得到的相移角，通用逆变器相移角计算式和旋转角度公式均是基于更新的相量图所确定的，更新的相量图是向至少三个逆变器单元的谐波分量构成的相量图中添加任意一个新的逆变器单元谐波分量时依据矢量和最小原则所构成的；
当系统中所有逆变器单元的相移角计算完成时将最终计算和更新得到的所有逆变器单元的相移角作为最优相移角组合。
进一步地，通用逆变器相移角计算式具体为：
Figure 34820DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 167861DEST_PATH_IMAGE002
为第N个逆变器单元的相移角，
Figure 18005DEST_PATH_IMAGE003
为所述更新的相量图中第N个逆变器单元与所述基准逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边之间的夹角，
Figure 687146DEST_PATH_IMAGE004
为第N个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边的长度，N为系统中逆变器单元的序号且N>3。
进一步地，旋转角度公式具体为：
Figure 167806DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 522564DEST_PATH_IMAGE006
表示使所述更新的相量图满足所述矢量和最小原则时第二个到第N-1个逆变器单元对应的谐波分量需要旋转的角度，
Figure 176399DEST_PATH_IMAGE004
第N个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边的长度，N>3。
进一步地，根据旋转角度公式更新已经计算得到的相移角，具体按照如下公式进行：
Figure 870686DEST_PATH_IMAGE007
其中，
Figure 850143DEST_PATH_IMAGE008
为第N-1个逆变器单元更新后的相移角，
Figure 193662DEST_PATH_IMAGE009
为第N-1个逆变器单元更新前的相移角。
第二方面，本发明提供了一种基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相系统，包括：
数据获取单元，用于获取链式储能系统中各个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量，两倍开关频率谐波分量以矢量的形式进行表示；
相移角计算单元，用于基于相量图的方法确定系统中所有两倍开关频率谐波分量的矢量和最小时各个逆变器单元相对于基准逆变器单元的最优相移角组合，基准逆变器单元为系统中预先设定相移角的逆变器单元；
控制单元，用于利用最优相移角组合对链式储能系统进行载波调制。
进一步地，相移角计算单元具体包括：设置单元、第一计算单元、第二计算单元和相移角获取单元；
设置单元从系统中选取三个逆变器单元并将其中一个逆变器单元设为基准逆变器单元，设置基准逆变器单元的相移角为0；
第一计算单元用于利用第二和第三逆变器相移角计算式计算另外两个逆变器单元的相移角，第二和第三逆变器相移角计算式是基于三个逆变器单元的谐波分量在矢量和最小原则下构成的相量图所确定的；
第二计算单元用于利用通用逆变器相移角计算式依次计算系统中余下的逆变器单元的相移角并在每次计算后同时根据旋转角度公式更新已经计算得到的相移角，通用逆变器相移角计算式和旋转角度公式均是基于更新的相量图所确定的，更新的相量图是向至少三个逆变器单元的谐波分量构成的相量图中添加任意一个新的逆变器单元谐波分量时依据矢量和最小原则所构成的；
相移角获取单元用于当系统中所有逆变器单元的相移角计算完成时将最终计算和更新得到的所有逆变器单元的相移角作为最优相移角组合。
进一步地，通用逆变器相移角计算式具体为：
Figure 916767DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 465560DEST_PATH_IMAGE002
为第N个逆变器单元的相移角，
Figure 615919DEST_PATH_IMAGE003
为所述更新的相量图中第N个逆变器单元与所述基准逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边之间的夹角，
Figure 679690DEST_PATH_IMAGE004
为第N个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边的长度，N为系统中逆变器单元的序号且N>3。
进一步地，旋转角度公式具体为：
Figure 613011DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 111251DEST_PATH_IMAGE006
表示使所述更新的相量图满足所述矢量和最小原则时第二个到第N-1个逆变器单元对应的谐波分量需要旋转的角度，
Figure 432510DEST_PATH_IMAGE004
第N个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边的长度，N>3。
进一步地，第二计算单元根据旋转角度公式更新已经计算得到的相移角，具体按照如下公式进行：
Figure 921261DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 720589DEST_PATH_IMAGE008
为第N-1个逆变器单元更新后的相移角，
Figure 571871DEST_PATH_IMAGE009
为第N-1个逆变器单元更新前的相移角。
综上，本发明提供了一种基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法和系统，其中的方法包括获取以矢量形式表示的链式储能系统中各个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量，然后基于相量图的方法确定系统中所有两倍开关频率谐波分量的矢量和最小时各个逆变器单元相对于基准逆变器单元的最优相移角组合，最后利用所述最优相移角组合对所述级联H桥链式储能系统进行载波调制。本发明从图论的角度出发将系统中各个子单元的空间矢量进行一一堆叠和嵌入来实现谐波消除，利用相量图来获得具有任意数量子单元的直流链式储能系统的优化相移角，方法简单；同时，可以有效地消除链式系统的高频谐波，从而实现较高的电能质量。
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，下面将对实施例或现有技术描述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它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的单相级联H桥变换器的基本电路结构图；
图3为本发明实施例提供的两个模块输出电压矢量的关系图；
图4为本发明实施例提供的三个模块输出电压矢量的关系图；
图5为本发明实施例提供的N个模块输出电压矢量的关系图；
图6为本发明实施例提供的计算系统中所有模块载波相位的流程示意图。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
链式结构的电池储能系统(BESS)每一相均由多个H桥(H-bridge， HB)储能单元级联而成。该电路拓扑可以采用耐压较低的功率开关器件来实现较高电压等级的能量转换，无需升压变压器，在体积、重量、占地及成本上优势明显，且控制简单、易于实现模块化、扩展性好。因此该拓扑结构在各种中高压大容量场合应用较为广泛。
目前级联H桥链式储能系统常用的调制策略是载波移相调制策略，该调制策略具有输出电能质量高、可以较低的载波频率输出较高的等效开关频率、易于控制各单元输出功率以及易于实现模块化分布式控制等优点。但由于各个储能电池模块的电荷状态难以保证完全一致从而导致模块间功率不平衡时，传统载波移相调制的倍频效应就会失效，输出电压的低频谐波分量无法消除。
基于此，本发明提供了一种基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法和系统。
以下对级联H桥变换器总输出电压的两倍开关频率谐波分量进行介绍。
请参阅图2，图2是单相级联H桥变换器的电路结构图。其是由N个全桥子模块级联而成。其中V1，V2，⋯, VN是直流电源电压vo1，vo2，⋯, vok是逆变器单元的输出电压，vo是总输出电压。在理想情况下，各个储能电池的电荷状态和直流电压均相等。然而，在实际应用中，各个储能电池的电荷状态难以保证一致，因而各个子模块的调制系数将会不同。在传统的固定相移角调制方式下，不平衡的调制系数引起电压畸变。本发明针对开关频率两倍时的电压畸变问题，提出了一种变相移角载波调制方法来抑制高频谐波。
在稳态情况下，将载波波形的幅值归一化为单位1，则调制波形可表示为：
Figure 736136DEST_PATH_IMAGE011
（1）
其中mk是调制比，其范围为（0，1）；fn是输出基频，通常为50Hz或60Hz。
基于傅里叶变换，第k个逆变器单元输出电压vok可表示为，
Figure 275964DEST_PATH_IMAGE012
（2）
其中k表示第k个逆变单元，n表示第n阶谐波分量。需要注意的是，公式2的基本分量是开关频率，即ω=2πfs=2π/Ts。此外，振幅ak,0，ak,n和bk,n可以表示为：
Figure 144563DEST_PATH_IMAGE013
（3）
式中，Vk和dk分别是第k个逆变器单元的直流链路电压和占空比。因为bk,n=0，那么ak,n可以被视为第n个谐波分量的振幅。当n=1时，很容易计算出ak,1=0，即开关频率fs没有谐波分量，这正是单极调制的频率特性。
则第k个逆变单元两倍开关频率下的谐波分量表达式为：
Figure 522454DEST_PATH_IMAGE014
（4）
对于由N个逆变单元组成的级联H桥变换器，载波波形在两个连续的逆变单元之间移动Ts/(2N)，即，
Figure 185517DEST_PATH_IMAGE015
（5）
则总输出电压的两倍开关频率谐波分量可表示为，
Figure 445597DEST_PATH_IMAGE016
（6）
在理想情况下，逆变器单元的直流电压和调制波相同，即V1=V2=⋯= VN=Vdc，d1=d2=⋯= dN=d，则公式6的最终结果为0。因此，在理想情况下，2fs的谐波分量被完全消除。然而，当上述条件不满足时，变换器的二次谐波将无效消除，造成更大的谐波污染。本发明以图论为基础给出了优化相移角的推导过程，并用相量图计算了广义相移角。此外，该计算过程可应用于具有任意数量逆变单元的系统。
以下对本发明的一种基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法的实施例进行详细的介绍。
请参阅图1，本实施例提供一种基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法，包括：
S100：获取链式储能系统中各个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量，两倍开关频率谐波分量以矢量的形式进行表示。
仍以图2 所示的单相级联H桥变换器系统为例。假设逆变单元的相移角度为
Figure 619352DEST_PATH_IMAGE017
，
Figure 179646DEST_PATH_IMAGE018
，…，
Figure 482451DEST_PATH_IMAGE002
则两倍开关频率谐波分量可表示为，
Figure 698669DEST_PATH_IMAGE019
（7）
为了通过相量图求解角度，谐波分量可表示为矢量，
Figure 909070DEST_PATH_IMAGE020
（8）
S200：基于相量图的方法确定系统中所有两倍开关频率谐波分量的矢量和最小时各个逆变器单元相对于基准逆变器单元的最优相移角组合，基准逆变器单元为系统中预先设定相移角的逆变器单元。
计算最优相移角组合的具体步骤如下：
S201：从系统中选取三个逆变器单元并将其中一个逆变器单元设为基准逆变器单元，设置基准逆变器单元的相移角为0。
S202：利用第二和第三逆变器相移角计算式计算另外两个逆变器单元的相移角，第二和第三逆变器相移角计算式是基于三个逆变器单元的谐波分量在矢量和最小原则下构成的相量图所确定的。
S203：利用通用逆变器相移角计算式依次计算系统中余下的逆变器单元的相移角并在每次计算后同时根据旋转角度公式更新已经计算得到的相移角，通用逆变器相移角计算式和旋转角度公式均是基于更新的相量图所确定的，更新的相量图是向至少三个逆变器单元的谐波分量构成的相量图中添加任意一个新的逆变器单元谐波分量时依据矢量和最小原则所构成的。
S204：当系统中所有逆变器单元的相移角计算完成时将最终计算和更新得到的所有逆变器单元的相移角作为最优相移角组合。
以下对上述过程按图2所示的单相级联H桥变换器系统为例进行说明。
当系统中只有两个单元时，相量图如附图3所示。其中第一个逆变器单元的相移角设置为零，即
Figure 559757DEST_PATH_IMAGE017
=0。如果两个矢量的振幅相同，则相移角
Figure 236726DEST_PATH_IMAGE018
可设置为180°，以消除2fs处的谐波分量，即vo1,2+vo2,2=0，这只是传统的相移调制。然而，如果两个矢量的振幅不相同，显然没有
Figure 2557DEST_PATH_IMAGE018
可以使vo1,2+vo2,2=0，因此无法消除双开关频率谐波分量。此外，当
Figure 688753DEST_PATH_IMAGE018
为180°时，|vo1,2+vo2,2|的振幅可以达到其最小值以抑制谐波分量。
而当系统中有三个单元时，相量图如附图4所示。其中第一个逆变器单元的相移角设置为零，即
Figure 958060DEST_PATH_IMAGE017
=0。当这些向量的加法为零时，三个向量可以形成三角形。根据余弦定理，三角形角度α和β可计算为：
Figure 868247DEST_PATH_IMAGE021
（9）
然后，向量的相位角可以如下所示，
Figure 622839DEST_PATH_IMAGE022
（10）
在这种情况下，使用数学归纳法将3单元系统扩展到具有任意数量逆变单元的系统。假设系统的相移角为N−1个单元为
Figure 847147DEST_PATH_IMAGE017
，
Figure 236540DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 317629DEST_PATH_IMAGE023
，…，
Figure 464576DEST_PATH_IMAGE009
，如图5所示，其中向量可以用N包围多边形N−1边，使矢量相加为零。现在，将第N-th个单元插入系统，然后重新计算所有相移角（即利用更新的相量图计算相移角）。
为了消除谐波分量，共N个向量还应包含一个具有N条边的多边形。本实施例采用显而易见的几何方法重新计算相移角。级联H桥变换器中模块vo2,2，vo3,2，⋯ voN-1,2对应的向量可以围绕vo1,2的端点一起旋转，直到第N-th个向量voN,2可以正好插入向量vo1,2和voN−1,2之间。
如图5所示，模块对应的向量vo1,2，voN,2的线和黑色虚线可以用两条相等的边包围一个三角形。旋转角度δ可以很容易地导出为，
Figure 820471DEST_PATH_IMAGE024
（11）
其中，
Figure 311975DEST_PATH_IMAGE006
表示使更新的相量图满足矢量和最小原则时第二个到第N-1个逆变器单元对应的谐波分量需要旋转的角度，
Figure 95123DEST_PATH_IMAGE004
为第N个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边的长度，N>3。
第N-th个矢量voN,2的角度可通过以下方式获得，
Figure 994946DEST_PATH_IMAGE025
（12）
其他相移角
Figure 623374DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 456200DEST_PATH_IMAGE023
，…，
Figure 82354DEST_PATH_IMAGE009
应通过减去旋转角度进行更新：
Figure 33254DEST_PATH_IMAGE026
（13）
最后，所有的位移角将统一到[0,2π]的范围内。对于N（N>3）个逆变单元的相移角计算过程的流程图如附图6所示。比现有方法简单得多，当单元数N大于3时，则需要（N−3)轮数计算。需要注意的是，计算过程中没有控制器或逻辑判断，因此不存在收敛问题。
S300：利用最优相移角组合对链式储能系统进行载波调制。
本实施例提供一种基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法。直流链式储能系统在可再生能源变换系统中得到了广泛的应用，当链式单元的直流端口电压相同时，传统的调制策略可以保证不存在双开关频率谐波分量。然而，在实际应用中，当直流电压不平衡时，会发生电压畸变。针对两倍开关频率下的谐波抑制问题，本发明从几何角度提出了一种基于空间矢量嵌入的直流链式储能系统的优化载波移相分析方法。首先，通过计算各个子模块的输出电压的时域表达式；然后，通过傅里叶级数变换求出各个子模块输出电压的空间矢量的幅值和方向；进一步地，从图论的角度出发将各个子模块的空间矢量进行一一堆叠和嵌入来实现谐波消除。所提出的方法使用相量图来获得具有任意数量子模块单元的直流链式储能系统的优化相移角，计算过程非常清晰，不需要复杂的数学优化算法；同时，可以有效地消除链式系统的高频次谐波，从而实现较高的电能质量，降低滤波器的体积和重量。
以上是对本发明的一种基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法的实施例进行的详细介绍，以下对本发明的一种基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相系统的实施例进行详细的介绍。
本实施例提供一种基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相系统，包括：
数据获取单元，用于获取链式储能系统中各个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量，两倍开关频率谐波分量以矢量的形式进行表示；
相移角计算单元，用于基于相量图的方法确定系统中所有两倍开关频率谐波分量的矢量和最小时各个逆变器单元相对于基准逆变器单元的最优相移角组合，基准逆变器单元为系统中预先设定相移角的逆变器单元；
控制单元，用于利用最优相移角组合对链式储能系统进行载波调制。
进一步地，相移角计算单元具体包括：设置单元、第一计算单元、第二计算单元和相移角获取单元；
设置单元从系统中选取三个逆变器单元并将其中一个逆变器单元设为基准逆变器单元，设置基准逆变器单元的相移角为0；
第一计算单元用于利用第二和第三逆变器相移角计算式计算另外两个逆变器单元的相移角，第二和第三逆变器相移角计算式是基于三个逆变器单元的谐波分量在矢量和最小原则下构成的相量图所确定的；
第二计算单元用于利用通用逆变器相移角计算式依次计算系统中余下的逆变器单元的相移角并在每次计算后同时根据旋转角度公式更新已经计算得到的相移角，通用逆变器相移角计算式和旋转角度公式均是基于更新的相量图所确定的，更新的相量图是向至少三个逆变器单元的谐波分量构成的相量图中添加任意一个新的逆变器单元谐波分量时依据矢量和最小原则所构成的，其中通用逆变器相移角计算式具体为：
Figure 465373DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 621548DEST_PATH_IMAGE002
为第N个逆变器单元的相移角，
Figure 215340DEST_PATH_IMAGE003
为更新的相量图中第N个逆变器单元与基准逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边之间的夹角，
Figure 152072DEST_PATH_IMAGE004
为第N个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边的长度，N为系统中逆变器单元的序号且N>3。
旋转角度公式具体为：
Figure 59985DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 368869DEST_PATH_IMAGE006
表示使更新的相量图满足矢量和最小原则时第二个到第N-1个逆变器单元对应的谐波分量需要旋转的角度，
Figure 664721DEST_PATH_IMAGE004
为第N个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边的长度，N>3。
相移角获取单元用于当系统中所有逆变器单元的相移角计算完成时将最终计算和更新得到的所有逆变器单元的相移角作为最优相移角组合。
进一步地，第二计算单元根据旋转角度公式更新已经计算得到的相移角，具体按照如下公式进行：
Figure 823170DEST_PATH_IMAGE028
其中，
Figure 331512DEST_PATH_IMAGE008
为第N-1个逆变器单元更新后的相移角，
Figure 291640DEST_PATH_IMAGE009
为第N-1个逆变器单元更新前的相移角。
需要说明的是，本实施例提供的载波移相系统用于实现前述实施例的载波移相方法，各单元的具体设置均以完整实现该方法为准，在此不再赘述。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取链式储能系统中各个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量，所述两倍开关频率谐波分量以矢量的形式进行表示；
基于相量图的方法确定系统中所有两倍开关频率谐波分量的矢量和最小时各个逆变器单元相对于基准逆变器单元的最优相移角组合，所述基准逆变器单元为系统中预先设定相移角的逆变器单元；
利用所述最优相移角组合对所述链式储能系统进行载波调制。
2.根据权利要求1所述的基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法，其特征在于，当系统中有不少于三个逆变器单元时，基于相量图的方法确定系统中所有两倍开关频率谐波分量的矢量和最小时各个逆变器单元相对于基准逆变器单元的最优相移角组合，具体包括：
从系统中选取三个逆变器单元并将其中一个逆变器单元设为所述基准逆变器单元，设置所述基准逆变器单元的相移角为0；
利用第二和第三逆变器相移角计算式计算另外两个逆变器单元的相移角，所述第二和第三逆变器相移角计算式是基于三个逆变器单元的谐波分量在矢量和最小原则下构成的相量图所确定的；
利用通用逆变器相移角计算式依次计算系统中余下的逆变器单元的相移角并在每次计算后同时根据旋转角度公式更新已经计算得到的相移角，所述通用逆变器相移角计算式和所述旋转角度公式均是基于更新的相量图所确定的，所述更新的相量图是向至少三个逆变器单元的谐波分量构成的相量图中添加任意一个新的逆变器单元谐波分量时依据矢量和最小原则所构成的；
当系统中所有逆变器单元的相移角计算完成时将最终计算和更新得到的所有逆变器单元的相移角作为所述最优相移角组合。
3.根据权利要求2所述的基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法，其特征在于，所述通用逆变器相移角计算式具体为：
Figure 340470DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 863855DEST_PATH_IMAGE002
为第N个逆变器单元的相移角，
Figure 464339DEST_PATH_IMAGE003
为所述更新的相量图中第N个逆变器单元与所述基准逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边之间的夹角，
Figure 705964DEST_PATH_IMAGE004
为第N个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边的长度，N为系统中逆变器单元的序号且N>3。
4.根据权利要求2所述的基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法，其特征在于，所述旋转角度公式具体为：
Figure 918771DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 765504DEST_PATH_IMAGE006
表示使所述更新的相量图满足所述矢量和最小原则时第二个到第N-1个逆变器单元对应的谐波分量需要旋转的角度，
Figure 772774DEST_PATH_IMAGE004
第N个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边的长度，N>3。
5.根据权利要求4所述的基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相方法，其特征在于，根据旋转角度公式更新已经计算得到的相移角，具体按照如下公式进行：
Figure 206423DEST_PATH_IMAGE007
其中，
Figure 957341DEST_PATH_IMAGE008
为第N-1个逆变器单元更新后的相移角，
Figure 393002DEST_PATH_IMAGE009
为第N-1个逆变器单元更新前的相移角。
6.基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相系统，其特征在于，包括：
数据获取单元，用于获取链式储能系统中各个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量，所述两倍开关频率谐波分量以矢量的形式进行表示；
相移角计算单元，用于基于相量图的方法确定系统中所有两倍开关频率谐波分量的矢量和最小时各个逆变器单元相对于基准逆变器单元的最优相移角组合，所述基准逆变器单元为系统中预先设定相移角的逆变器单元；
控制单元，用于利用所述最优相移角组合对所述链式储能系统进行载波调制。
7.根据权利要求6所述的基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相系统，其特征在于，所述相移角计算单元具体包括：设置单元、第一计算单元、第二计算单元和相移角获取单元；
所述设置单元从系统中选取三个逆变器单元并将其中一个逆变器单元设为所述基准逆变器单元，设置所述基准逆变器单元的相移角为0；
所述第一计算单元用于利用第二和第三逆变器相移角计算式计算另外两个逆变器单元的相移角，所述第二和第三逆变器相移角计算式是基于三个逆变器单元的谐波分量在矢量和最小原则下构成的相量图所确定的；
所述第二计算单元用于利用通用逆变器相移角计算式依次计算系统中余下的逆变器单元的相移角并在每次计算后同时根据旋转角度公式更新已经计算得到的相移角，所述通用逆变器相移角计算式和所述旋转角度公式均是基于更新的相量图所确定的，所述更新的相量图是向至少三个逆变器单元的谐波分量构成的相量图中添加任意一个新的逆变器单元谐波分量时依据矢量和最小原则所构成的；
所述相移角获取单元用于当系统中所有逆变器单元的相移角计算完成时将最终计算和更新得到的所有逆变器单元的相移角作为所述最优相移角组合。
8.根据权利要求7所述的基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相系统，其特征在于，所述通用逆变器相移角计算式具体为：
Figure 164649DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 318550DEST_PATH_IMAGE002
为第N个逆变器单元的相移角，
Figure 371694DEST_PATH_IMAGE003
为所述更新的相量图中第N个逆变器单元与所述基准逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边之间的夹角，
Figure 724178DEST_PATH_IMAGE004
为第N个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边的长度，N为系统中逆变器单元的序号且N>3。
9.根据权利要求7所述的基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相系统，其特征在于，所述旋转角度公式具体为：
Figure 604409DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 245606DEST_PATH_IMAGE006
表示使所述更新的相量图满足所述矢量和最小原则时第二个到第N-1个逆变器单元对应的谐波分量需要旋转的角度，
Figure 666223DEST_PATH_IMAGE004
第N个逆变器单元的两倍开关频率谐波分量对应的边的长度，N>3。
10.根据权利要求9所述的基于空间矢量嵌入的储能系统优化载波移相系统，其特征在于，所述第二计算单元根据旋转角度公式更新已经计算得到的相移角，具体按照如下公式进行：
Figure 810897DEST_PATH_IMAGE007
其中，
Figure 924346DEST_PATH_IMAGE008
为第N-1个逆变器单元更新后的相移角，
Figure 554304DEST_PATH_IMAGE009
为第N-1个逆变器单元更新前的相移角。
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